Перемножение сигналов. Умножение, деление напряжения. Перемножить, разделить силу тока. Извлечь корень, возвести в квадрат

Схемы для перемножения сигналов, деления друг на друга, извлечения корня, возведения в квадрат (10+)

Арифметические операции над сигналами - Продолжение

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

Перемножение

Для выполнения таких операций, как перемножение, деление, возведение в квадрат, извлечение квадратного корня применяется логарифмическое преобразование. Берется логарифм от напряжения сигнала. Далее умножение превращается в сложение. Выполняется сложение. Потом берется экспонента от результата. Для выполнения логарифмического преобразования используется логарифмическая зависимость напряжения на p-n переходе от силы тока через него.

На в реальной жизни знать все это нам не нужно. В продаже уже имеются интегральные микросхемы - перемножители. Особенно удобной является микросхема 525ПС2 или AD530. Она совмещает в себе перемножитель и операционный усилитель, что просто отлично, так как операционный усилитель, как мы увидим ниже, необходим при реализации деления и извлечения корня.

Здесь и далее в верхней части рисунка показана реализация схемы с использованием отдельно перемножителя и операционного усилителя, если он нужен, а в нижней части реализация той же схемы на 525ПС2 / AD530. На этой и дальнейших схемах эту микросхему мы будем обозначать D1.

На нижней схеме K будет меньше нуля, так как операционный усилитель в микросхеме D1 при таком включении работает как инвертор.

Возведение в квадрат

Это - предыдущая схема с соединенными двумя входами. На выходе нижней схемы (с D1) будет всегда отрицательное напряжение, так как квадрат всегда больше нуля, а K - отрицательное число.

Деление

Если нужно разделить напряжение на определенный фиксированный коэффициент, то Вам нужен делитель напряжения.

Объяснить работу этой схемы просто, вспомнив о том, что на инвертирующем входе напряжение должно быть равно напряжению на неинвертирующем. Это равенство как раз достигается при напряжении на выходе, равном - U / (K * U1). Схема сохраняет работоспособность только при положительном или нулевом напряжении U1. Если напряжение U1 станет меньше нуля, то отрицательная обратная связь превратится в положительную, и операционный усилитель войдет в режим насыщения.

В нижней схеме с помощью самого левого резистора, соединяющего ножки 2, 13 и общий провод, можно в некоторых пределах изменять K.

Извлечение квадратного корня

Искомое нулевое напряжение на инвертирующем входе достигается, когда на выходе квадратный корень из (- U / K). Схема может работать только при отрицательных или нулевых значениях U. Правильно, ведь квадратный корень из отрицательного числа в действительных числах не определен.

Вариант с D1 позволяет с помощью левого резистора также, как в предыдущей схеме, в некоторых пределах изменять K.

(читать дальше...) :: (в начало статьи)

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.