实时模拟计算器件AD538的原理及应用

　　若在更宽的动态范围里工作，AD538作为乘法器和除法器有更详细的误差计算方法，误差可看作三部分的和：(理想的)读数的百分数，输出偏移和VY/VX对数比例部分的输入偏移。从表1可举一个这种计算公式的应用例子：当AD538的VY=1V,VZ=100mV和VX=10mV时，最大误差为读入幅值的±500μV(1+100mV)/10mV×250μV的±2.0%，或输入幅值的±250μV±27.5mV的±2.0%。这个例子说明了在非常低的输入电平情况下，由于AD538的增益(VY+VZ)/VX的缘故，使得输入偏移成为实际误差的重要部分，不可忽略。

　　2.2 工作原理

　　图2所示为AD538的内部结构框图，图3所示为其电路模型。由这两图可以看到，Vz和Vx的输入直接与AD538的输入对数比例放大器相连。这一部分的输出电压与(lnVZ-lnVX)成正比。对数比例放大器在13脚的输出可以用下式来表示：

　　VB=KTln(Vx/Vx)/q

　　式中K=1.3806J/K，q=1.60219×10-19C，T是开氏温度。若对温度进行补偿，且输出能调整到理想电平，对数比例结构这部分可以单独使用。

　　一般情况下，对数比例部分的输出应直接与第二个功能--反对数部分连接，作为第二个功能块的输入。该功能块执行下式所示的反对数算法：

　　Vo=VY eVc·q/KT

　　同对数比例部分的电路一样，用户也可直接单独使用反对数部分。当使用两部分时，第一部分的输出B脚与第二部分的输入连接，则AD538运算器的转换函数就可以用下式表示：

　　VO=VY e[(KT/q)(q/KT)Ln(Vz/Vx)]　;

　　VB=VC化简后为：

　　VO=VY(Vz/Vx)

　　最后，通过外接电阻，可以控制对数比例部分输出的增大或衰减，使Vz/Vx的值增大到它的m次方。不外接任何电阻时，m为1。AD538的转换函数的最终表达式为：

　　VO=Y (Vz/VYx)m

　　这里0.2

　　当AD538被用作模拟除法器时，VY的输入可作为一个合适的比例因子去乘比值VZ/Vx。实际上，常把VY输入信号的对数值加到C脚的信号上(其在对数域中)来获得放大效果。