Logarithmic ve Anti-logarithmik Amplifiers oluşturmak Dinamik için Ops kullanmak Range Range Kompucu

Logarithmic ve Anti-Logarithmik Amplifiers

Logarithmik ve anti-logarithmik yükselteçler, yarı iletken cihazların doğrusal olmayan özelliklerini baskıcı veya üstel olarak giriş sistemlerinin üst düzey işlevlerinin ortaya çıkardığı özel devrelerdir.

Bir logaritmik yükselteç (log amp) çıktıları, giriş akımı veya gerilimin logarithmine doğru bir şekilde sabitlenir.Bir anti-log amplifik amplifikatörü (exp veya antilog amp) tam tersi yapar: çıktısı girişin üst üste doğru orantılıdır.Bu iki işlevi ikiye katlanarak, mühendisler ilk olarak bir sinyalin dinamik aralığına veya depolama için bir sinyal oluşturma ve daha sonra orijinal formuna geri genişletebilirler.

Bu makale, uygulama, uygulama ve günlük olarak tarihsel ve anti-logarithmik yükselteçleri geliştirme alanındaki temel ilkeleri, pratik devre yapılandırmalarını, sıcaklık tazminat yöntemlerini ve gerçek dünya uygulamalarını kapsar, özellikle de dinamik aralıklara odaklanır.Sonunda, bu devreleri kendi projelerinizde inşa etmek için sağlam bir temele sahip olacaksınız.

Logarithmic ve Anti-Logarithmik Amplifiers

Kalplerinde, log ve antilog yükselteçleri bir PN kaviminin üst üsteki gerilim ilişkisine güveniyor.[Dörtüncü) Bir silikon diyot veya bipolar bir kavim transistör (BJT) ileri aktif bölgede işletiliyor, koleksiyoncu mevcut yaklaşık olarak 0:0I|Dönderim)[Dönderim)[Dönderim)[Dönetici: 9)[Dönetici: 16/T)[Düzüğün 1.

Neden Ops?

Operasyonel yükselteçler, diferansiyel veya transistörlerin üzerindeki gerilimi tam olarak kontrol etmek için mümkün olan yüksek kazanç ve geri bildirim sağlar.Bir log amp, af amp, amp amplifikasyonu mevcut birkaç on yıl boyunca sanal bir zemin tutar. o zaman giriş akımı diferansiyel veya transistör tarafından zorlanır.

Benzer şekilde, antilog amp'te, af amp, giriş geriliminin bir BJT'nin temel-emitter ekleminde görünmesine yol açıyor, bu gerilimin üst düzey bir işlevi olduğuna neden oluyor.

Core Design Principles

Diode Exponential Characteristic

En basit giriş amp, geri bildirim yolunda bir diyot kullanır. giriş mevcut diyot aracılığıyla akışlar, diyotun içindeki gerilim, mevcut olan logarithm ile orantılıdır. Ancak, bir diyotun davranışı, seri direniş ve yüksek seviyeli bir enjeksiyon nedeniyle daha ideal üst düzey bir özelliktir. daha iyi bir doğruluk için, tasarımcılar diyotun bir diyot (taptör ve kısa bir diyoptör olarak) ile bağlantılıdır.

Feedback Loop Build

Programlama üstolojinin temel içe geçişleri hem giriş hem de antilog devreleri için kullanılır. Giriş amplitüdündeki element geri bildirim yolundan giriş yoluna yerleştirilir ve geri bildirim ağı aynı şekilde karşılanırken, geri bildirimde bulunulan bir amplifiğe karşı aynı şekilde uygulanır.

Sıcaklık duyarlılığı büyük bir meydan okumadır. termal gerilim V)T) ve şu anki I)) Her iki sıcaklıkla da değişir, telafi olmadıkça önemli sürüklenmelere neden olur. Modern log amplifleri sık sık sık bu etkileri iptal etmeye karşı hassastır.

Bir Logarithmik Amplifier tasarımı

Diode ile Temel Devre

Basit bir giriş amp tek bir af amp ile inşa edilebilir, bir direnç ve bir diyot. giriş gerilimi dirençli R)[Dönlendirme girişleri için[Dönlendirmeler için).[Dönlendirmeler için)[Düzüğün [Döneticileri ile bağlantılı.[Dönder)

Sıcaklık Açıklama Teknikleri

Sıcaklık üzerinde stabil operasyon elde etmek için, üç teknik yaygın olarak kullanılır:

Daha İyi Performans için Transistörler Kullanın

Bipolar bir transistör (tapıcı ve koleksiyoncu) ile diyotun dramatik bir şekilde artmasını sağlar. Transistör akımı, beş ila yedi yıl boyunca ideal üst düzeye doğru bir şekilde çalışır. Tipik bir devre, OP07 veya OP27 gibi, dinamik bir aralığı 100 dB bir araya gelir.

Analog Cihazlar AD8306 veya Texas Instruments LOG112 ile bu ilkeleri maçlı transistörlerle ve çip sıcaklık tazminatı ile basitleştirir. Mükemmel doğruluk ve bant genişliği sunarken tasarımlarını basitleştirirler.

Bir Anti-Logarithmik Amplifier tasarımı

Devre Yapın

Antilog yükselteçleri aslında giriş amplitüdünün içinde ortaya çıkıyor. (Dört veya transistör) geri yüklemeden kaçınmak için bir arsa (Dönder)[i) veya (Dönder) s.([i))) s.

Hassasiyet, bir tazminat transistörünün kullanılması durumunda transistör çifti dikkatli bir şekilde eşleştirme gerektirir. Giriş amplitüdünüzle, sıcaklık tazminatı kritiktir. Genellikle bir log amp ve antilog amp, genel transfer fonksiyonu sıcaklık varyasyonları için bir araya gelir.

Log Amp

antilog amp, giriş amplitüdünün tam reciprocal fonksiyonudur.Sabahscaded - ilk bir log amp, sonra antilog amp - genel çıktı doğrusaldır, iki devreler eşleştirilir. Bu özellik analog multipliers ve bölmek için temeldir.

Pratikler

Kazanılan Derece

Düşük giriş noktası olan artırılmış af ampleri seçin (FET-input türleri TL072, OPA134 veya AD8629) Mevcut nanoamp-katlı giriş noktalarını işlemek için hatalardan kaçınır. Low dengeleme gerilimi ( 1 mV) ve düşük sürüklenme DC doğruluk için gereklidir.

Band genişliği ve Stability

Log ve antilog yükselteçleri doğal olarak doğrusal değildir, bu da frekans tazminatını zorlamaktadır. Küçük imzalı bant genişliği genellikle sinyal seviyesinde değişir.Çok düşük giriş akımları, geri bildirim döngüsündeki transistör kazançları aşırı derecede yüksek olabilir, istikrarsızlığa yol açabilir.

Gürültü ve Offset

Çünkü giriş ampleri son derece geniş dinamik aralıklar üzerinde çalışır, düşük giriş seviyelerinde gürültü sorunlu olabilir. Düşük çöplülükli dirençli dirençler (metal film) ve amplifikasyonlar için dikkatli bir şekilde atılır. amp girişte son derece geniş bir hata olarak görünür.

Antilog amps için, giriş gerilimindeki gürültü, üst düzeye yükseltilmiş, bu yüzden düşük boyutlu tasarım daha da kritiktir. sinyal yollarını kısa tutun ve yüksek düğümleri etrafında bekçi halkalarını kullanın.

Dinamik Range Essay Uygulamaları

Audio Capsule Devreleri

Profesyonel seste, dinamik aralık sıkıştırma, yüksek tepelerin hacmini azaltır ve sessiz geçişleri artırırken, bir log amplifikatörü logaritmik kontrol gerilimine dönüştürür. Bu gerilim sonra, Urei 1176 gibi, özel bir VCA (örneğin, 2:1, 4:1) ile bir log kontrol gerilimi ölçeklendirmek için ayarlanır.

Modern uygulamalar, RMS veya sesin zirvesini ölçmek için bir log amp kullanır, sonra VCA'yı kontrol etmek için ölçeklenmiş bir antilog aşamasını besler (savaş ve serbest bırakma) giriş alanında kontrol gerilimine uygulanır, bu da kulağın psikososyal yanıtını daha iyi takip eder.

Log/Antilog Pair For Compander Systems

Compander (kompreor/expander) dbx veya Dolby gürültü azaltma işlemi kayıt veya ileti olmadan dinamik aralığı bastırarak, sonra oyun gerisinde genişletin.The encoder uses a log amp to intense antilog amp to expand. Perfect eşleştirme between the two ensures no net amplitude effects.TheUZT:0AN-112 application note from Analog devices)

Kablosuz iletişim sistemleri ayrıca güç yükselteçlerini lineerleştirmek veya geniş fading aralıklarında sürekli sinyal seviyesini koruyan otomatik kazanç kontrolü (AGC) döngülerini uygulamak için log/antilog çiftlerini de kullanır.

Diğer Uygulamaları

Ölçme ve Değerlendirme

Log amps, fiber optik alıcılarda optik güç gibi birçok boyut sıralaması ile ilgili sinyalleri ölçmek için idealdir, a fotodiode şu anda ışık yoğunluğuna göre uygun olarak kullanılabilir; log amplitüdleri için bu, 80 metre analizörleri ile tek bir amplifiğe sahip bir devreyi tek bir amplifiğe sahip bir devreyi açıklar. Örneğin, [[0Texas Instruments application notu ile log amplifikatörleri uygulama notu sağlar[Dönetici yükseltebilirsiniz.)

Analog Computation

Dijital sinyal işlemcilerinin baskınından önce, analog bilgisayarlar, çoklu çoğaltma, bölünme ve exponentiation gerçekleştirmek için log ve antilog yükselteçleri kullandı.In add or removeing log-domain voltajıs, multiplication becomes additional, and partition becomesion. an antilog stage then recoverys the high- speed analog multipliers, such as ADI AD734 or Burr-Brown OPA580.

Log/antilog blokları da polinomların yakınlıkları ile sine, kosine, ya da yaytanjantlı çıktıları üreten fonksiyon jeneratörlerinin temelini oluşturur.

Gelişmiş Variations

Multidecade Log Amps

Dokuz veya daha fazla on yıl süren operasyona ulaşmak için, tasarımcılar çoklu kalibreli log amp aşamalarını kullanırlar, her biri dinamik aralığın bir kısmını ele alır. Çıktılar 80 dB'yi kapsayacak şekilde bir parçalı yükselteçli modüller üretir.

Hassasiyet Logs with Matched Transistors

Texas Instruments'tan LOG101 gibi entegre çözümler, kullanıcının volts-perdecade ölçeklendirmesini sağlamasını sağlayan bir logakonomik eğim pimi sunuyor.Bu cihazlar ölçek faktörünü belirler.Bu IC'ler, tasarım karmaşıklığı olmadan yüksek performans logaritmik doğruluk sağlar.

Eğitim projeleri için, ucuz bir çift transistör (örneğin, BC847BS) kullanarak ayrı bir devre ve demiryolu alanındaki artırılmış a amplifiğe hala 60 dB ulaşabilir. Birçok hobici ses kompresör tasarımları bu yaklaşımı takip eder.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Logarithmik ve anti-logarithmik yükselteçler, operasyonel yükselteçler etrafında inşa edilmiş, sinyal dinamiklerini manipüle etmek için sağlam ve esnek bir yöntem sunar. Yarı iletken eklemlerin üstel özelliklerini kullanarak, bu devreler amplitüdülleri uzun yıllar boyunca sıkıştırabilir veya genişletebilir.

Başarılı tasarım, sıcaklık tazminatına dikkat gerektirir, bileşen seçimi ve stabilizasyon. Ayrık bir transistör çifti veya entegre bir log amp IC seçin, ilkeler aynı kalır. Sağlam bir geri bildirim topoloji ve üst düzey yasa anlayışı ile, herhangi bir doğrusal olmayan sinyal işleme ihtiyacı karşılamak için log ve antiloglar özelleştirebilirsiniz.

Daha fazla okuma için, [[Üyetim:0)Analog Cihazları logaritmik yükseltici öğretici () ve [[Dönetici yükselteçleri üzerindeWikipedia makalesi[Dönetici yükselteçleri için[Dönetici ve tarihsel bağlam için).