正弦运算电路

article/2025/10/11 18:54:08

在很久之前,我在寻找一个能够进行正弦信号的电路。这个电路的意思不是说DDS正弦信号发生器。而是说,当输入一个信号x时,输出信号y=sin⁡(x),也就是说,输入信号x=π/2 V时,输出y=1V,输入信号x=πV时,输出信号y=0V。找了很久后发现ADI的芯片AD639就能实现这样的功能,而且精度很高(0.02%)。AD639可以进行正弦、余弦、正切运算,带宽1.5MHz,可正负18V供电,这对于一般的信号处理已经足够。

 

在AD639——被遗忘的电路中,提到了AD639的一些历史:

AD639 正弦转换器

很久以前,Barrie Gilbert在2-BJT差分放大电路做调查时发现,改电路具有双曲正切的传递函数。

其中的I0是发射极源电流,VT>>26mV是热电压。为了降低非线性,外部发射极电阻RE与放大器中的发射极串联,然而,Gilbert应用了工程上的一句话:“如果你不能修复它,那就是它的特征(If you can’t fix it, feature it)。”并且很好地利用它。双曲正切和三角函数是模糊相关的,Exar的Alan Grebene在XR2206函数发生器芯片中使用单个差分放大器将三角波转换为了正弦波。

尽管Gilbert对基本思想进行了更多改进,但结果在第一代努力中仍然可以接受。它发展了增加差分输出和每一个固定的电压作为输入偏置的多tanh概念,这扩展了它的功能(输入范围)而且还带来了其他的新颖性,包括这用于AD639正弦转换器。

该三角运算芯片奇特之处在于他是16引脚的,由于它功能强大,它注定要变为遗留下来的芯片。唉,ADI将AD639从市场上撤下来而且没有替代品。甚至Barrie Gilbert都不知道为什么。它似乎注定要成为一个传奇。它可以合成所有基本的三角函数(sin, cos, tan, sec, csc, cot)以及反三角函数(arcsin, arccos, arctan)等。

正弦函数精确到0.02%,优于大多数函数发生器,并且优于许多音频放大器的THD。在芯片中,这样的IC功能有2个,加上偏置电路、乘法器和分频器。它被赋予了一个利基市场的定价,而且这种芯片没有进入FG仪器和其他需要精确或低THD正弦波发生器。它的带宽是1.5MHz。

也许位移的问题是AD639如此吸引人,所以ADI给他高价出售,这打破了它作为商品部分进入市场的传播。也许Rochester Electronics(罗切斯特电子公司)(后来的领先供应商)可能会重振它,并从它注定要拥有的小财富中获得收益。没有理由将罗切斯特电子公司的任务局限于过时设备的替换零件供应商的任务,因为它们也可以被认为是第一次没有捕获的新设计的伟大部件的命运的履行者。


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