Что такое логарифмический усилитель?

Что такое логарифмический усилитель?

Логарифмический усилитель — это усилитель, который выводит логарифмическое преобразование входного сигнала. Поскольку он сжимает входной сигнал, а затем выводит его, логарифмические усилители находят применение в ситуациях, когда необходима обработка сигналов с широким входным диапазоном. Поскольку частотные и температурные характеристики изменяются в зависимости от конфигурации логарифмического усилителя, необходимо выбрать соответствующую конфигурацию для приложения. Усилитель, который восстанавливает сигнал, сжатый логарифмическим усилителем, называется антилогарифмическим усилителем (обратным логарифмическим усилителем).

Применение логарифмических усилителей

Логарифмические усилители могут использоваться, например, для сжатия аналогового сигнала с широким динамическим диапазоном, который изменяется по цифрам, чтобы соответствовать входному диапазону АЦП, когда аналоговый сигнал преобразуется в цифровой сигнал с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Например, логарифмические усилители используются для адаптации сигнала, амплитудное изменение которого превышает 100 дБ, к стандартному операционному усилителю или АЦП с динамическим диапазоном от 60 дБ до 100 дБ. Логарифмические усилители используются во многих системах, включая системы связи, измерительные системы и акустические системы.

Принцип логарифмических усилителей

Логарифмические усилители настроены на обеспечение высокого усиления для сигналов низкого уровня и постепенного снижения усиления для сигналов высокого уровня. Существует два основных типа конфигураций логарифмических усилителей. Это многокаскадные логарифмические усилители и логарифмические усилители постоянного тока.

В многокаскадном логарифмическом усилителе несколько каскадов линейных усилителей соединены последовательно, и выходы каждого каскада суммируются. Сигналы низкого уровня усиливаются последовательно несколькими каскадами линейных усилителей для достижения высокого усиления. По мере того, как сигнал становится более высоким уровнем, можно получить логарифмическую выходную характеристику, контролируя, сколько каскадов линейных усилителей добавляется к выходу линейных усилителей.

Логарифмические усилители постоянного тока достигаются путем использования диода в обратной связи инвертирующей схемы усилителя операционного усилителя. Вместо диода можно использовать транзистор, включенный через диод. Используя логарифмическую часть характеристик напряжения и тока диода или транзистора, можно получить логарифмический выход.