對數放大器,對數放大器是什么意思

對數放大器,對數放大器是什么意思

在工程應用中，動(dòng)態(tài)范圍的壓縮分為“線(xiàn)性壓縮”和“非線(xiàn)性壓縮”。線(xiàn)性壓縮是指放大器的增益與信號的大小無(wú)關(guān)，輸出基本保持恒定。線(xiàn)性壓縮的特點(diǎn)使諧波失真小，其本質(zhì)是一種“壓控放大器”（VCA）。非線(xiàn)性壓縮方面最好的例子就是對數放大器。它是輸入輸出信號成對數關(guān)系的器件，它對信號動(dòng)態(tài)范圍的壓縮不需要像AGC系統那樣提取輸入信號的電平來(lái)控制增益，其增益與信號的大小成反比，在通信、雷達、電子對抗、電子測量中有著(zhù)廣泛的應用。

對數放大器本質(zhì)

多年來(lái)，人們對對數放大器本質(zhì)的認識有一些模糊。通常人們把它看作是一種放大器，反而淡化了其非線(xiàn)性的特性，把它們看作特殊類(lèi)型的放大器更是不對。盡管這些電路提供一些放大功能，如在RF和IF放大器中，它對小信號呈現出高增益等等，但它們真正的用途是實(shí)現精確的對數變換，嚴格地說(shuō)，這些電路應該叫做“對數變換器”。但多年來(lái)人們已經(jīng)習慣了“對數放大器”的叫法。IC廠(chǎng)商也不愿因為改名而使用戶(hù)對他們的產(chǎn)品性質(zhì)和用途造成誤解。因此，本文也將沿用“對數放大器”這一名稱(chēng)。

對數放大器的分類(lèi)

在許多文獻中，對數放大器的分類(lèi)也是相當混亂的，根據實(shí)現對數函數依據的不同,有的將其分為二極管、三極管對數放大器和級聯(lián)對數放大器，有的將其分為真對數放大器和似對數放大器等等。但幾十年來(lái)，隨著(zhù)半導體理論、工藝和模擬集成電路的發(fā)展，許多對數放大器實(shí)現的方法已經(jīng)被淘汰，其分類(lèi)方法也未盡科學(xué)。目前根據市場(chǎng)上現有的對數放大器結構和應用領(lǐng)域的不同，可將對數放大器分為三類(lèi)：基本對數放大器、基帶對數放大器和解調對數放大器。

基本對數放大器也稱(chēng)跨導線(xiàn)性（Translinear）對數放大器，它基于雙極性三極管（BJT）的對數特性來(lái)實(shí)現信號的對數變換。這類(lèi)對數放大器可以響應緩慢變化的輸入信號，其特點(diǎn)是具有優(yōu)良的直流精度和非常寬的動(dòng)態(tài)范圍（高達180dB），缺點(diǎn)是交流特性差。

基帶對數放大器也稱(chēng)視頻對數放大器（雖然很少用于視頻顯示相關(guān)的應用），它克服了基本對數放大器的缺點(diǎn)，能夠響應快速變化的輸入。其原理是采用了一種 “逐級壓縮”的技術(shù)，交流特性好，但動(dòng)態(tài)范圍較小。

解調對數放大器也稱(chēng)逐級檢波對數放大器，它具有分段線(xiàn)性近似性質(zhì)，形成對數級聯(lián)后，可以得到很好的對數傳遞函數，在整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍內對數精度高，同基帶對數放大器相似，也采用多個(gè)級聯(lián)線(xiàn)性放大器，動(dòng)態(tài)范圍大。

對數放大器原理

針對上述的三種對數放大器，我們分別來(lái)講述其實(shí)現信號對數變換的原理。

基本對數放大器

基本對數放大器在IC設計中使用了跨導線(xiàn)性電路，因此也稱(chēng)做跨導線(xiàn)性（Translinear）對數放大器?？鐚Ь€(xiàn)性電路是電流模電路的主要組成部分，是許多線(xiàn)性和非線(xiàn)

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