|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы (2.45) от них логарифм, получим 1п( /о+1) = 9УвЖП. Поскольку /о > 1 и In ( /о + 1) In ( /о), VsE = miq)\n(Ilh). При включении такого диода в цепь обратной связи ОУ, как показано на рис. 2.51, выходное напряжение можно определить следующим образом: При комнатной температуре KTlq2,7 мВ. Если предположить, что ток /о имеет постоянное значение, и построить график зависимости напряжения 1/рых от 1/вх/(/?вх/о), то выходной сигнал будет иметь логарифмическую зависимость, как показано на рис. 2.52. Очень важно отметить, что приведенные выше рассуждения имеют силу только при идеальной характеристике диода во всем его дина-Рис. 2.51. Простой логарифмический мическом диапазоне. Однако преобразователь. рабочий диапазон реальных   / ю 10 10" т" Рис. 2.52. Идеальная передаточная функция схемы, изображенной на рис. 2.51. диодов по току ограничен как сверху, так и снизу. В верхней части диапазона активное объемное сопротивление приводит к появлению дополнительного падения напряжения; таким об-. разом, при высоких уровнях тока уравнение (2.45) принимает следующий вид: vbe(KTlq)\nmh)-\- IRb, где Rb - активное объемное сопротивление. В области малых токов наблюдается некоторое изменение крутизны характеристики вследствие поверхностного инверсионного слоя и дегенеративной рекомбинации в области объемного пространственного заряда. Для преодоления этих ограничений используются два способа - структура со сквозным диодом (рис. 2.53, а) и диодное включение транзистора (рис. 2.53,6). Каждый из этих способов   Рис. 2.53. Альтернативный способ реализации диодной характеристики: сквозной диод (а); диодное включение транзистора (б). позволяет значительно расширить рабочий динамический диапазон логарифмического преобразователя. Существует также несколько других модификаций изображенного на рис. 2.51 логарифмического преобразователя, в которых проведена компенсация всех температурно-зависимых переменных и пригодных таким образом для промышленного изготовления в виде гибридных микросхем. Реализация антилогарифмических усилителей производится аналогично, только в его структуре переставлены местами входные резистор и логарифмический элемент. Пример 2.10. Анализ антилогарифмического усилителя. Требуется определить передаточную функцию схемы, приведенной на рис. 2.54, считая характеристику диода идеальной. Построить график передаточной фуик-- ции при температурах -1-25, -55 и Рис. 2.54. Простой антилогарифмиче- --125°С. Какие меры необходимо ский усилитель. принять относительно напряжения  V„x, с тем чтобы ток диода не превышал 10 мА? Предположим, что qlKT =? = 38,9 при +25°С, 29,2 при +125°С и 53,2 при -55"С, а /о = 7,3-Ю- А. Решение. Поскольку инвертирующий вход операционного усилителя представляет собой точку кажущейся земли, все входное напряжение прикладывается к диоду. Ток через диод определяется следующим образом: / = /о {eiVBEllT) i) (2.44) Этот ток также весь долл<ен протекать и через резистор Rf] следовательно, выходное напряжение равно V = R,I=R,!{eyBEli<T, i). при 7 = 25° С На рис. 2.55 изображен график передаточной функции антилогарифмического усилителя для температуры +25, -55 и +125 "С. Из него следует, что тре-  /т/й ЮмиА ЮОмкА /мА Ток диода Рис. 2.55. Зависимость передаточной функции диода от температуры. буется проводить температурную компенсацию диодных логарифмических схем. Максимально допустимый входной сигнал, соответствующий току через диод 10 мА, можно достаточно легко рассчитать из следующего соотношения: FB£ = (iC7"/9) 1п( /о). Подставляя / = 10 мА, получаем, что при температуре +25 °С максимально допустимое напряжение входного сигнала составляет 0,718 В. Приведенные на рис. 2.55 передаточные характеристики наглядно показывают, что для обеспечения абсолютной точности 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 [ 37 ] 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 |