1.一种可调分数次幂的乘积运算电路,其特征在于,该电路包括对数运算模块和指数运算模块;通过对数运算模块和指数运算模块,结合三极管的运算作用,实现包含任意分数次方的乘除法信号;所述三极管采用NPN三极管;
所述对数运算模块包括第一信号输入端VIN1,第一参考输入端VREF1,第一输出端VOUT1;其中第一信号输入端VIN1通过电阻R4连接到运放U1的反相输入端;第一参考输入端VREF1通过电阻R3连接到运放U2的反相输入端;
所述对数运算模块通过两个三极管连接两个运放,其中三极管Q1集电极连接到运放U1的反相输入端,基极通过电阻R1后接地,发射极连接到运放U1输出端;三极管Q2集电极连接到运放U2的反相输入端,基极接地,发射极连接到运放U1输出端;电阻R2一端连接三极管Q1的基极,一端连接运放U2的第一输出端VOUT1;运放U1与运放U2的同相输入端接地;
所述指数运算模块包括第二信号输入端VIN2,第二参考输入端VREF2,第二输出端VOUT2;其中第二信号输入端VIN2通过电阻R6连接到三极管Q4的基极;第二参考输入端VREF2通过电阻R7连接到运放U3的反相输入端;
所述指数运算模块通过两个三极管连接两个运放,其中三极管Q3集电极连接到运放U3的反相输入端,基极接地,发射极连接到运放U3输出端;三极管Q4集电极连接到运放U4的反相输入端,基极通过电阻R5后接地,发射极连接到运放U3输出端;电阻R8一端连接运放U4的反相输入端,一端连接运放U4的第二输出端VOUT2;运放U3与运放U4的同相输入端接地;
所述对数运算模块的运放U2的第一输出端VOUT1与所述指数运算模块的第二信号输入端VIN2相连;将VIN1作为全局输入VIN,VOUT2作为全局输出VOUT;
输出信号指数部分通过调节电阻R1、R2、R5、R6的比值实现,其余系数部分通过调节电阻R3与R4、R7与R8的比值实现。
2.根据权利要求1所述的一种可调分数次幂的乘积运算电路,其特征在于,电阻R1与R2的比值可调节范围为指数大于1的部分;R5与R6的比值可调节范围为指数0到1的部分;
;
视输入信号VIN为x,输入信号VREF1为y,输入信号VREF2为z,R3与R4的比值为k1,R8与R7的比值为k2,指数部分写为a,则输出为:。
3.根据权利要求1所述的一种可调分数次幂的乘积运算电路,其特征在于,所述对数运算模块的输出,即运放U2的输出,计算方法如下:;
;
, ;
, ;
其中, 为运放U2的输出, 是对数运算模块的信号输入, 是对数运算模块的参考输入, 是三极管Q1的基极电压, 是三极管Q1的基极与发射极之间的电压,是三极管Q2的基极与发射极之间的电压,Is是三极管饱和电流、VT是三极管热电压,是三极管Q1的发射极电流, 是三极管Q2的发射极电流, 是三极管Q1的集电极电流,是三极管Q2的集电极电流。
4.根据权利要求1所述的一种可调分数次幂的乘积运算电路,其特征在于,所述指数运算模块的输出,即运放U4的输出,计算方法如下:;
;
;
;
其中, 为运放U4的输出, 是指数运算模块的信号输入, 是指数运算模块的参考输入, 是三极管Q3的基极与发射极之间的电压, 是三极管Q4的基极与发射极之间的电压,Is是三极管饱和电流、VT是三极管热电压, 是三极管Q3的发射极电流,是三极管Q3的集电极电流。
5.根据权利要求1‑4任一所述的一种可调分数次幂的乘积运算电路,其特征在于,将NPN三极管替换为PNP三极管,基极b,集电极c,发射极e与替换前连接位置相同。