مدار آپ امپ نمایی (Exponential Op-Amp Circuit)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
مدار آپ امپ نمایی (Exponential Op-Amp Circuit) :
مدار آپ امپ نمایی (Exponential Amplifier) که به عنوان آنتی لگاریتم (Anti-logarithmic) نیز شناخته می شود، عمل معکوس مدار لگاریتمی را انجام می دهد. خروجی این مدار متناسب با تابع نمایی (Exponential) سیگنال ورودی است. این مدار با استفاده از خاصیت غیرخطی دیود یا ترانزیستور در مسیر ورودی (یا فیدبک) آپ امپ ساخته می شود.
ساختار با ترانزیستور: یک روش رایج برای ساخت مدار نمایی، قرار دادن یک ترانزیستور در مسیر ورودی معکوس کننده آپ امپ است. در این پیکربندی، ولتاژ ورودی (
\[ V_{in} \]) به بیس ترانزیستور اعمال می شود (با فرض زمین شدن امیتر از طریق آپ امپ). جریان کلکتور ترانزیستور رابطه نمایی با ولتاژ بیس-امیتر دارد:
\[ I_C \approx I_S e^{V_{BE}/V_T} \]. این جریان از مقاومت فیدبک (
\[ R_f \]) عبور کرده و ولتاژ خروجی را ایجاد می کند:
\[ V_{out} = -I_C R_f \]. بنابراین:
\[ V_{out} = -R_f I_S e^{V_{in}/V_T} \]که نشان می دهد
\[ V_{out} \]با تابع نمایی
\[ V_{in} \]رابطه دارد.
مشکلات و جبران سازی: مانند مدار لگاریتمی، مدار نمایی نیز به شدت به دما وابسته است (به دلیل
\[ V_T \]و
\[ I_S \]). برای کاربردهای دقیق، از ترانزیستورهای جفتی (Matched Pairs) و مدارهای جبران ساز حرارتی استفاده می شود.
کاربردها:
⭐ ضرب و تقسیم آنالوگ: با ترکیب مدارهای لگاریتمی و نمایی می توان ضرب و تقسیم آنالوگ انجام داد (
\[ \ln(a) + \ln(b) = \ln(ab) \]و سپس گرفتن آنتی لگ).
⭐ تولید توابع نمایی برای کنترل بهره (AGC).
⭐ سنتز صدا (Audio Synthesis).
