[实用新型]指数函数信号发生电路

说明书

本实用新型提供一种指数函数信号发生电路，包括：三角波调整电路、转换电路及用于产生三角波信号的DAC芯片；三角波调整电路，用于将DAC芯片产生的三角波信号调整为关于X轴对称并输出至转换电路；转换电路，用于将三角波调整电路调整过的三角波转换为指数函数波形输出。用低成本的DAC芯片产生三角波，再使用通用运算放大器，并利用三极管输入/输出特性曲线构成放大电路，最终将三角波转换为指数函数波形输出，精度高且速度快，解决了直接数字合成所无法达到的技术壁垒；成本低，解决了使用专用对数运算放大器导致成本高昂且通用性较差的问题。

技术领域

本实用新型属于信号发生器技术领域，尤其涉及一种指数函数信号发生电路。

背景技术

声学和物理学领域中广泛使用指数和对数函数波形，其中，指数函数即指反对数函数，指数函数和对数函数互成反函数关。产生指数或对数曲线的方法主要有以下两种：1)通过直接数字式频率合成器直接数字合成产生；2)由专用对数运算放大器芯片转换得到。

由于指数曲线的前端变化平缓、后端变化迅速，DAC芯片动态和速度的性能无法满足要求，直接数字合成指数波形的前半段DAC分辨率不足、到了后半段DAC转换速度跟不上。Sigma-Delt型DAC精度高但速度慢，R-2R型DAC速度快但精度低，所以找不到合适的DAC来实现直接数字合成指数函数波形。

专用对数运算放大器价格高昂，属于极端冷门产品，价格高，难采购，且通用性不高，函数波形的形状固定且参数不可调整。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种指数函数信号发生电路。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本实用新型采用如下技术方案：

在一些可选的实施例中，提供一种指数函数信号发生电路，包括：三角波调整电路、转换电路及用于产生三角波信号的DAC芯片；

所述三角波调整电路，用于将所述DAC芯片产生的三角波信号调整为关于X轴对称并输出至所述转换电路，所述三角波调整电路包括：运算放大器U2，所述DAC芯片VOUT引脚输出的三角波信号自运算放大器U2的同相输入端输入，所述DAC芯片VREF引脚输出的基准电压自运算放大器U2的反相输入端输入；

所述转换电路，用于将所述三角波调整电路调整过的三角波转换为指数函数波形输出，包括：运算放大器U3、三极管Q1、运算放大器U4、三极管Q2，三极管Q1的基极与运算放大器U2的输出端连接，三极管Q1的集电极与运算放大器U3的反相输入端连接，三极管Q2的基极与运算放大器U4的输出端连接，三极管Q2的集电极与运算放大器U4的反相输入端连接且经电阻R7与运算放大器U4的输出端连接，运算放大器U3的输出端与三极管Q1及三极管Q2的发射极连接。

在一些可选的实施例中，所述三角波调整电路还包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3及电阻R4，所述DAC芯片的VOUT引脚经电阻R1与运算放大器U2的同相输入端连接，运算放大器U2的同相输入端经电阻R2接地，所述DAC芯片的VREF引脚经电阻R3与运算放大器U2的反相输入端连接，电阻R4一端与运算放大器U2的反相输入端连接，另一端与运算放大器U2的输出端连接。

在一些可选的实施例中，所述三角波调整电路还包括：电阻R5及电阻R6，所述三角波调整电路通过电阻R5及电阻R6分压，将三角波的幅度衰减一定的倍数，所述电阻R5一端与运算放大器U2的输出端连接，另一端与三极管Q1的基极连接，电阻R6一端与三极管Q1的基极连接，另一端接地。