AD538的原理及應用實(shí)例介紹

1、概 述

　　AD538是美國ADI公司出品的實(shí)時(shí)模擬計算器件，能提供精確的模擬乘、除和冪運算功能。

　　AD538結構獨特、工藝精良。低輸入/輸出偏移電壓和優(yōu)異的線(xiàn)性性能的結合，使其可在一個(gè)非常寬的輸入動(dòng)態(tài)范圍內進(jìn)行精確的運算。激光調整技術(shù)可使乘/除運算誤差控制在輸入幅值的0.25%的范圍之內。通常輸出偏移小于或等于100μV。由于器件具有400kHz帶寬，進(jìn)一步加強了實(shí)時(shí)模擬信號的處理能力。因此，AD538具有其它同類(lèi)產(chǎn)品所不具備的特殊優(yōu)點(diǎn)，主要有：

　　●實(shí)時(shí)模擬乘法、除法和冪指數運算;

　　●在很寬的動(dòng)態(tài)輸入范圍(1000∶1)內可實(shí)現高精度模擬除法運算;

　　●電路中集成了2V或10V幅值參考電壓;

　　●有電壓和電流兩種輸入方式;

　　●單片結構，比用標準的元器件組成的電路所需成本低，而可靠性更高;

　　●誤差低;

　　AD538的轉換函數為：VOUT=VY·(VZ/VX)m?？梢酝ㄟ^(guò)連接特定管腳來(lái)實(shí)現特定函數。單象限乘/除不需另外附加元件。雙象限乘/除可以通過(guò)外接電平平移和比例電阻來(lái)實(shí)現。對于乘法和除法運算，可以利用集成芯片上的2V或10V參考電壓選擇合適的比例范圍，也可以通過(guò)外接器件和電平來(lái)同時(shí)實(shí)現乘法運算。通過(guò)外接一至二個(gè)電阻可以實(shí)現不同的m值(0.2～5)的指數運算。利用芯片上的對數比例和輸出部分可以直接實(shí)現對數比例運算。通過(guò)多重的算法連接增加了AD538的靈活性，而且從±4.5到±18V的電源范圍內允許選擇±5V、±12V和±15V標準電壓作為工作時(shí)的電源電壓。

　　AD538在-25～+85℃工作溫度范圍內應用時(shí)，有A和B兩種精度等級;在軍工溫度范圍內(-55～+125℃)應用時(shí)，精度等級為S。AD538采用18腳DIP封裝，其管腳圖如圖1所示。

　　2、AD538的工作原理

　　2.1 精 度

　　習慣上，模擬乘法器和除法器的“精度”(實(shí)際為誤差)都用滿(mǎn)刻度量程的百分數來(lái)衡量。因此規定輸出滿(mǎn)刻度值為10V的乘法器，1%的誤差就意味著(zhù)在設計的輸出范圍之內的任意輸出幅值最大誤差為100mV，雖然誤差的這種表示方法便于測試，、估計和說(shuō)明，但當乘法器的輸出電壓很低，近似于規定的誤差界限100mV時(shí)，就會(huì )使用戶(hù)為乘法器的精度是否合適感到為難。

　　AD538的誤差表示不是簡(jiǎn)單地把滿(mǎn)刻度的百分數近似為誤差參數，因此，它更適合滿(mǎn)足在非常寬的動(dòng)態(tài)范圍應用的需要，可以達到最適合的狀態(tài)。當用作乘法器和除法器，且輸入范圍為100∶1(100mV～10V)時(shí)，AD538的誤差不是滿(mǎn)量程的一個(gè)百分數，而是被分成兩種誤差的和：即理想的讀數的百分數加上一個(gè)固定的輸出偏移誤差。根據這個(gè)公式，AD538作為一個(gè)乘法器或除法器時(shí)在輸入低于100mV時(shí)，最大誤差為讀入幅值的±500μV±1%。在輸入范圍為100∶1時(shí)，兩種精度等級的芯片總誤差的一些經(jīng)驗計算值如表1所列，誤差的這種定義公式對于那些數字式伏特表的設計者用戶(hù)來(lái)說(shuō)是更易于理解的(其誤差定義為讀入值的百分數加、減一定的數值)。

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