电子电路实验报告 北邮

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1、指数运算电路的设计与实现摘要：指数放大电路由对数放大器和反对数放大器及温度补偿电路构成。首先进行主要单元电路的设计，在实际应用中，基于二极管PN节的指数伏安特性实现对数反对数运算，用三极管替代PN节以增加集电极电流动态运用范围。同时引入运算放大器，利用其方向端的“虚地特性”把PN节上的电压电流关系转化为电路的输入输出电压关系。由于晶体管的相关参数，是温度函数，其运算精度受温度影响较大，故加上温度补偿电路。关键词：对数放大电路，反对数放大电路，温度补偿电路，指数放大电路，调试一、设计任务要求：设计实现一个指数运算电路，要求电路的输入输出满足指数运算关系。1、基本要求（1）本实验

2、要求K=2或K=3（2）电路的输入阻抗≥100KΩ。（3）输入信号幅度为0～2V（4）设计该电路的电源电路（不要求实际搭建）2、提高要求（1）可以手动的选取不同的K值，并用数码管显示K值。（2）在指数运算电路的基础上进一步实现乘法，除法，乘方，开方等电路（3）其他设计、解决与功能扩展方案。二、设计思路及总体结构框图1、设计思路：利用二极管的PN结的指数型伏安特性，实现对数运算。通过电阻与晶体管位置的互换实现反对数运算电路。加入温度补偿电路，消除温度对三极管参数的影响。同时由电路特性确定电路中的电阻值，使之满足100k2、系统组成框图如图所示，指数运算电路由对数放大器，放对数放

3、大器及温度补偿电路三部分构成。温度补偿电路反对数放大电路对数放大电路温度补偿电路基本数学推导:两边取对数:调整相关参数使B=1即3、主要单元电路设计（1）基本对数放大器由图可知，晶体管集电极电流为又因为=，所以=-从而得出注意：在该电路中，>0且输出电压不能超过0.7V以使晶体管处于放大导通状态；此外，，都是温度的函数，其运算结果受温度影响很大，所以需用对管消除的影响；用温度补偿电路消除的温度影响。（2）加温度补偿的对数放大器图中:A1,TI组成基本运算电路.A2,T2组成温度补偿电路TI,T2两管的集电极电流分别为:T2的基极电位为:忽略T2的基极电流,则选择TI,T2两管

4、参数对称,,则这样,利用TI,T2两管特性的一致性,可将的影响消除。（3）反对数放大器由二极管特性可知：同对数运算电路一样,为了消除温度对运算精度的影响,也要进行温度补偿有关方面的物理解释是相似的,无需重复。需要注意的是对数放大器和反对数放大器的二极管,必须工作在正向偏压下,因此输入信号只能是单极性的。4、指数运算放大电路同样，T3、T4选用特性一致的三极管，则：忽略T3基极电流，则：要实现，取，则R12=R15=100K，R6=R9=1.5M。所以，。其中，K=，取R1=R4=1K，R2=4.55K，R3=15.7K。则K=3.009，。DXP最终绘图：三、所实现功能说明1

5、、实现的功能:测量电路板中所用电阻的真实阻值，输入大小为0-2V的正弦波，最终输入输出的李萨如图为标准的指数上升曲线。以下是我连的电路图红色连接+15V，黑色接地，绿色接-15V，蓝色为连接导线实验结果如下所示：输入信号峰峰值为1V时：输入信号峰峰值2V时：2、调试过程连接电路，调节函数信号发生器，输入峰峰值为1V的正弦波，调节直流分量至0.5V，调节示波器，对对数和反对数电路进行分级调试。3、实验所测数据第一组：VPP=0.8V，直流分量=0.4V放大器12345678A114.68V-3.58MV0.42MV-14.32V153.5MV0.801V14.70V14.68V

6、A214.66V-0.46MV1．00MV-14.29V9.98MV-0.50V14.78V14.67VA314.68V-0.78V-0.79MV-14.28V-10.99MV-0.450V14.73V14.68VA414.67VO.1MV0MV-14.11V-48.1MV142.4MV14.75V14.71V晶体管ebcT1-0.427V0.49MV-2.1MVT2-0.483V30.28MV-0.3MVT3-0.89MV90.1MV-0.43VT40MV0.47MV-0.429V第二组：VPP=0.6V，直流分量=0.3V放大器12345678A114.64V-0.29M

7、V0.28MV-14.21V-14.48MV0.749V14.52V14.44VA214.68V-0.47MV-0.58MV-13.90V-23.9MV-0.49V14.67V14.60VA314.67V-0.82MV-0.57MV-13.70V-14.53MV-0.404V14.67V14.54VA414.640.5MV-0.51V-13.70V-9.8MV11.7MV14.74V14.56V晶体管ebcT1-0.479v0.9mv-2.87mvT2-0.479v38.7mv1.01mvT3-0.49