四象限乘法器／除法器AD734在伽瑪相機中的應(yīng)用
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伽瑪相機是一種核醫(yī)學(xué)顯影診斷儀器，用于診斷早期腫瘤和循環(huán)系統(tǒng)疾病的醫(yī)學(xué)設(shè)備。
伽瑪相機由碘化鈉晶體、光電倍增管、前端放大電路、程控放大電路、位置電路、開窗選擇電路、心電門控電路等組成。先由碘化鈉晶體把不可見的伽瑪射線轉(zhuǎn)化為微弱光信號，再通過光電倍增管把微弱光信號轉(zhuǎn)換成毫伏級的電信號。電信號通過前端放大電路和程控放大電路后進入位置電路，位置電路的主要功能是把多個光電倍增管輸出的信號進行整理計算，得出伽瑪射線打在晶體上的具體位置。伽瑪相機的分辨率大小與位置電路的設(shè)計密切相關(guān)。AD734在伽瑪相機中用于位置電路的設(shè)計。因為AD734具有較高的精度、較低的失真和噪聲干擾，因此能滿足伽瑪相機的設(shè)計要求。
位置電路的設(shè)計分2部分。前一部分是電阻矩陣，電阻矩陣的主要功能是把多路光電倍增管的輸出信號通過不同阻值的精密電阻轉(zhuǎn)換為X+，X-，Y+和Y-位置信號；后一部分是由AD734及其外圍電路構(gòu)成的位置、能量電路，此部分電路負(fù)責(zé)把X+，X-，Y+和Y-位置信號轉(zhuǎn)換為與前端晶體坐標(biāo)相對應(yīng)的X，Y位置信息，以及Z能量信息。
圖3為伽瑪相機位置電路部分的示意圖。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/167018.htm
前端使用的運算放大器為OPA4650。OPA4650是寬帶、低功耗、四通道電壓反饋運算放大器。本設(shè)計中，AD734在直接除法模式下工作。這種模式除了可以提供較高的精度和帶寬外，還可以提供較大的靈活性。因為伽瑪相機的后續(xù)電路中有開窗選擇電路的設(shè)計，此電路測試時會不斷地改變分母值，AD734的分母值隨外部輸入電壓的變化而變化，易于調(diào)節(jié)。因此，在伽瑪相機中使用此芯片相對比較簡便快捷。
當(dāng)AD734除法分母輸入U比較小時，需先進入運算放大器OPA4650進行放大，具體連接如圖3所示。圖3中使用2 MΩ的反饋電阻來提高其增益精度。
3AD734的其他用途
3.1平方根運算
AD734可用來產(chǎn)生與輸入信號的平方根成正比的輸出信號，其具體連接如圖4所示。
おおお 
因為X與Y輸入通道之間的極性總是相反的，因此連接到X和Y輸入通道的反饋也總是負(fù)的。Z輸入為差分輸入。當(dāng)Z輸入的極性不正確時，輸出總為負(fù)值，為了防止這一種情況的發(fā)生，一般在輸出上加一個二極管。在高速電路中，輸出端加不小于1kΩ的負(fù)載電阻可以提高響應(yīng)速度。
倒三角符號表示等電勢。
3.2RMSDC轉(zhuǎn)換器（均方根電壓直流電壓轉(zhuǎn)換器）
AD734用作RMSDC轉(zhuǎn)換器時，其傳遞函數(shù)為：
其電路連接如圖5所示。
其中，
即為均方根（RMS） 電壓。
圖5中，AD734和AD708雙運算放大器用作10 MHz帶寬的RMSDC轉(zhuǎn)換器。AD734把輸入 信號求平方，其輸出由R1和C1組成的低通濾波器濾波。U2a，U2b以及 AD708共同組成了一個增益穩(wěn)定的緩沖器，為電路提供輸出電壓以及輸入驅(qū)動。為了使電路 能夠精確地測量100 mV以下的輸入電壓，AD734的輸出偏移電壓必須設(shè)法消除，否則將 引起直流誤差。
4結(jié)語
AD734由于高速、高精度、低失真、低噪聲等特點，使用起來相當(dāng)穩(wěn)定可 靠，且與AD534引腳兼容，因此AD734能完全取代AD534，并提供了比AD534更多、更靈活的功 能。使用者可通過對U0~U2端電壓的控制來直接控制AD734的分母電壓。另外，也可 由AD734內(nèi)部提供高精度的分母電壓，使用戶有更大的操作空間，也使AD734芯片與同類產(chǎn)品 相比具有較強的優(yōu)勢和競爭力
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