经典的非线性模拟功能之一是平方电路。它在功率检测、倍频、均方根值计算以及实验室中的许多其他特殊任务中都十分实用。
图1所示的电路版本简单易行、响应迅速、具有温度补偿功能且无需校准，并且如果晶体管匹配良好，其精度也相当可靠。最终输出如下：
Vout = R3 antilog(2log(Vin/R1) – log(Vgain/R2)) = R3 antilog(log((Vin/R1)2 /(Vgain/R2))
Vout = (R1-2 R2 R3)Vin2 /Vgain
图1：图示的平方放大器，具有响应迅速、温度补偿、无需校准和精度高的优点(如果晶体管匹配良好)。
它的输入端可接受电压或电流信号。一个独立的增益系数控制输入端也可接受电压或电流信号输入，这进一步增强了它的灵活性。此外，它还具有同样灵活的输出模式，支持电压和(反相)电流输出，从而进一步提升了其适用范围。如果选择电流输出模式，则可以省略A3和R3，并使用双运算放大器(OPA2228)代替图中所示的四运算放大器(OPA4228)。
Q1和Q2的串联产生了一个与2log(Vin/R1)=(log(Vin/R1)2)成正比的信号。该信号施加到反对数运算器Q3，Q3从中减去log(Vgain/R2)以产生以下电流：
-(antilog(log((Vin/R1)2 /(Vgain/R2))
将此结果取倒数并按R3和A3缩放，即可得到最终结果：
Vout = (R1-2 R2 R3)Vin2 / Vgain
注意：如果三个电阻值相等且Vin=Vgain，则：
Vout = (R-2 R R)Vin2 / Vin = Vin
而且，此时的平方电路呈现单位增益特性。
这算得上是“公平交易”，尽管我怀疑这是否是Teddy Roosevelt在1904年将这句话作为竞选口号时的本意。
当平方放大器与全波精密整流器结合使用时，会产生一种有趣的应用。具体的参见图2。
图2：级联全波整流器(黑色)与方波器构成低失真倍频器(红色)。
文章来源：EDN电子技术设计