电路的功能
为了把大范围的信号电平压缩显示,可使用对数电路,通常称对数放大器,在电气电路中多使用以10为底的常用对数,本电路是1v/十进位、即10倍的变化引起1v变化输出的电路。
对数作为除法、乘法等运算电路的基本运算单元被广泛应用。
电路工作原理
重所周知,晶体管基极-发身极间电压vbm和集电极电流io之间存在着对数关系。可以利用这种关系制作对数转换电路,电路基本原理可用以下关系式表示:
io1与io2之比被转换成对数、分压比确定对数常数,要使10倍的变化获得1v的输出,根据[(r5+r4)/r6]*60=1000mv,可求出分压比,其值为16.7。如果r6=1k,则r4=15.7k,电路图中1k处加了★标记,这表示为了对晶体管的vbe进行温度补偿,该电阻为具有+3300ppm/℃温度特性的热敏电阻。
ic1是供转换用的输入电流,基准电流ic2由op放大器a2供给。eref=10v时,如ein=10v,输出为零,如ein=0,则成了输出电压为无限大的电器,实际上必须进行调整,使输入为10mv时,输出电压为3v。
元件的选择
产生对数特性的晶体管tt1应选用iceo较小,vbe匹配的双晶体管,2sv1583可保证△vbe=10mv(max)。op放大器选用输入偏流ie小的fet输入型op放大器。当然应选用置偏漂移小的型号。电阻除r6外,r7应选精度高、稳定性好的产品。电容器c1、c2用来稳定反馈环路,容量根据频率响应确定,可先装100~200pf的电容。r5用来限制op放大器a2的电流,可选用正负5%的炭膜电阻。
调整
把vr1调到700欧位置,也可先把r4调准15.7k,从输入端eref输入+10.00v,把基准电流ic2调到100ua,因为输入电压ein为10v时ic1为100ua,所以这时eo应为0v,输入小电压,调整失调调节用的vr2,使输入电压为1v时,eo=1v,输入100mv时,,eo=2v,输入10mv时eo=4v。输入每1/10变化,输出应增加+1v,如果电路不能准确地达到这一要求,可用ve1调节。
为了进行大范围的对数转换,对输入电压小时,容易出现问题的晶体管漏电流icbo、op放大器的ie及失调调节必须十分认真地进行调整。为了能在微弱电流下工作,电路设计时应注意避免受到外部感应。 来源:人生如梦