实时模拟计算器件AD538的原理及应用

　　1、概 述

　　是美国ADI公司出品的，能提供精确的乘、除和幂运算功能。

　　结构独特、工艺精良。低输入/输出偏移电压和优异的线性性能的结合，使其可在一个非常宽的输入动态范围内进行精确的运算。激光调整技术可使乘/除运算误差控制在输入幅值的0.25%的范围之内。通常输出偏移小于或等于100μV。由于具有400kHz带宽，进一步加强了信号的处理能力。因此，具有其它同类产品所不具备的特殊优点，主要有：

　　●乘法、除法和幂指数运算;

　　●在很宽的动态输入范围(1000∶1)内可实现高精度除法运算;

　　●电路中集成了2V或10V幅值参考电压;

　　●有电压和电流两种输入方式;

　　●单片结构，比用标准的元组成的电路所需成本低，而可靠性更高;

　　●误差低;

　　AD538的转换函数为：VOUT=VY·(VZ/VX)m。可以通过连接特定管脚来实现特定函数。单象限乘/除不需另外附加元件。双象限乘/除可以通过外接电平平移和比例电阻来实现。对于乘法和除法运算，可以利用集成芯片上的2V或10V参考电压选择合适的比例范围，也可以通过外接器件和电平来同时实现乘法运算。通过外接一至二个电阻可以实现不同的m值(0.2～5)的指数运算。利用芯片上的对数比例和输出部分可以直接实现对数比例运算。通过多重的算法连接增加了AD538的灵活性，而且从±4.5到±18V的电源范围内允许选择±5V、±12V和±15V标准电压作为工作时的电源电压。

　　AD538在-25～+85℃工作温度范围内时，有A和B两种精度等级;在军工温度范围内(-55～+125℃)时，精度等级为S。AD538采用18脚DIP封装，其管脚图如图1所示。

　　2、AD538的工作

　　2.1 精 度

　　习惯上，模拟乘法器和除法器的“精度”(实际为误差)都用满刻度量程的百分数来衡量。因此规定输出满刻度值为10V的乘法器，1%的误差就意味着在设计的输出范围之内的任意输出幅值最大误差为100mV，虽然误差的这种表示方法便于测试，、估计和说明，但当乘法器的输出电压很低，近似于规定的误差界限100mV时，就会使用户为乘法器的精度是否合适感到为难。

　　AD538的误差表示不是简单地把满刻度的百分数近似为误差参数，因此，它更适合满足在非常宽的动态范围的需要，可以达到最适合的状态。当用作乘法器和除法器，且输入范围为100∶1(100mV～10V)时，AD538的误差不是满量程的一个百分数，而是被分成两种误差的和：即理想的读数的百分数加上一个固定的输出偏移误差。根据这个公式，AD538作为一个乘法器或除法器时在输入低于100mV时，最大误差为读入幅值的±500μV±1%。在输入范围为100∶1时，两种精度等级的芯片总误差的一些经验值如表1所列，误差的这种定义公式对于那些数字式伏特表的设计者用户来说是更易于理解的(其误差定义为读入值的百分数加、减一定的数值)。