Zesilovač protokolu - Log amplifier

A log zesilovač je zesilovač pro které je výstupní napětí PROTI_ven je K. krát přirozený log vstupního napětí PROTI_v. To lze vyjádřit jako,

${displaystyle V_ {ext {out}} = Kln vlevo ({frac {V_ {ext {in}}} {V_ {ext {ref}}}} vpravo)}$

kde PROTI_ref je normalizační konstanta ve voltech a K. je měřítkový faktor.

Logaritmický zesilovač poskytuje výstupní napětí, které je úměrné logaritmu aplikovaného vstupního napětí. Chcete-li navrhnout obvod logaritmického zesilovače, vysoký výkon operační zesilovače jako LM1458, LM771, LM714 se běžně používají a kompenzovaný logaritmický zesilovač může obsahovat více než jeden. V některých situacích, zejména v RF doméně, se také používají monolitické logaritmické zesilovače ke snížení počtu použitých komponent a prostoru a také ke zlepšení šířky pásma a šumu.

Aplikace logaritmického zesilovače

Logaritmické zesilovače se používají mnoha způsoby, například:

1. Provádět matematické operace, jako je násobení, dělení a umocňování. Násobení se také někdy nazývá míchání. Je to podobné jako u a posuvné pravidlo, a používá se v analogové počítače, metody zvukové syntézy a některé měřicí přístroje (tj. moc jako násobení proudu a napětí).
2. Pro výpočet hodnoty dB dané veličiny.
3. Jako True RMS převodník.
4. Rozšíření dynamického rozsahu dalších obvodů, jako automatické ovládání zesílení vysílacího výkonu v RF obvody, nebo analogově-digitální převaděče.

Nevýhody základní konfigurace logaritmického zesilovače

Opak saturační proud pro dioda zdvojnásobuje se při každém zvýšení teploty o deset stupňů Celsia. Podobně se saturační proud emitoru významně liší od jednoho tranzistoru k druhému a také s teplotou. Proto je velmi obtížné nastavit referenční napětí pro obvod.^[1]

Základní obvod diody op-amp

Základní převodník diod diody op-amp

Vztah mezi vstupním napětím ${displaystyle V_ {ext {in}}}$ a výstupní napětí ${displaystyle V_ {ext {out}}}$ darováno:

${displaystyle V_ {ext {out}} = - V_ {ext {T}} vlevo ({frac {V_ {ext {in}}} {I_ {ext {S}}, R}} vpravo)}$

kde ${displaystyle I_ {ext {S}}}$ a ${displaystyle V_ {ext {T}}}$ jsou saturační proud a tepelné napětí diody.

Konfigurace transdiody

Konfigurace transdiody s a BJT připojeno v negativní zpětná vazba smyčka.

Nutnou podmínkou pro úspěšný provoz log zesilovače je, že vstupní napětí, PROTI_v, je vždy pozitivní. To lze zajistit použitím a usměrňovač a filtr podmínit vstupní signál před jeho použitím na vstup zesilovače protokolu. Tak jako PROTI_v je pozitivní, PROTI_ven je povinen být záporný (protože operační zesilovač je v invertující konfiguraci) a je dostatečně velký na to předpětí spojení emitor-základna BJT udržující jej v aktivním provozním režimu. Nyní,

${displaystyle {egin {aligned} V_ {ext {BE}} & = - V_ {ext {out}} I_ {ext {C}} & = I_ {ext {SO}} vlevo (e ^ {frac {V_ { ext {BE}}} {V_ {ext {T}}}} - 1 light) cca I_ {ext {SO}} e ^ {frac {V_ {ext {BE}}} {V_ {ext {T}}}} Rightarrow V_ {ext {BE}} & = V_ {ext {T}} vlevo ({frac {I_ {ext {C}}} {I_ {ext {SO}}}} vpravo) konec {zarovnáno}}}$

kde ${displaystyle I_ {ext {SO}},}$ je saturační proud diody emitor-báze a ${displaystyle V_ {ext {T}},}$ je tepelné napětí. V důsledku virtuální země na diferenciálním vstupu operačního zesilovače,

${displaystyle I_ {ext {C}} = {frac {V_ {ext {in}}} {R_ {1}}}}$, a

${displaystyle V_ {ext {out}} = - V_ {ext {T}} vlevo ({frac {V_ {ext {in}}} {I_ {ext {SO}} R_ {1}}} vpravo)}$

Výstupní napětí je vyjádřeno jako přirozený logaritmus vstupního napětí. Oba saturační proud ${displaystyle I_ {ext {SO}},}$ a tepelné napětí ${displaystyle V_ {ext {T}},}$ jsou závislé na teplotě, proto mohou být vyžadovány teplotně kompenzující obvody.

Viz také

• Dioda
• Aplikace operačního zesilovače 搂 Logaritmický výstup

Reference

externí odkazy

• Integrované logaritmické zesilovače stejnosměrného proudu z Maxim's AN 36211
• Analogová elektronika s operačními zesilovači A. J. Peyton, V. Walsh

Tento článek týkající se elektroniky je pahýl. Wikipedii můžete pomoci pomocí rozšiřovat to.