對數放大器的典型應用
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
寬動(dòng)態(tài)范圍放大器
對數放大器的特點(diǎn)是在提供大動(dòng)態(tài)范圍同時(shí)能突出成本優(yōu)勢。在移動(dòng)通信系統中，CDMA和GSM都需要調節基站的功率輸出，以匹配目標手機和本地基站對通訊距離的要求。近可能的減少基站近處手機過(guò)載的可能性。同樣，基站也需要調節接收信道的增益，從而加大信噪比，降低誤碼率。此類(lèi)大量的對數放大器應用于 RSSI（接收信號的強度指示）和發(fā)射功率控制場(chǎng)合。在某些無(wú)線(xiàn)電接收通道中的中頻放大器設計，也可采用對數放大器。例如單片 AD8307可完成信號接收解調功能，前端進(jìn)行適當的頻率比配后動(dòng)態(tài)范圍可達92dBm。若前端配合低噪聲X-AMP(r)技術(shù)的放大器，動(dòng)態(tài)范圍更可高達120dBｍ，無(wú)須外部溫度補償，元件少，電路非常簡(jiǎn)潔。值得注意的是由于對數放大器的實(shí)質(zhì)時(shí)完成輸入輸出信號的對數變換。并不強調其放大器的放大器能力，因此對數放大器的檢波輸出電壓一般不能滿(mǎn)足后續處理電路的門(mén)限電壓要求，通常采用高帶寬增益積的運放對經(jīng)過(guò)對數變換后的信號做進(jìn)一步的放大。對于標稱(chēng)的10%—90%電壓上升時(shí)間是否可調的問(wèn)題，應當說(shuō)如果輸出不帶緩沖，則上升時(shí)間可通過(guò)外部電路來(lái)調節。若輸出信號已經(jīng)是經(jīng)過(guò)緩沖以后的信號，則10%—90%電壓上升時(shí)間是不可調的。如圖5所示。
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圖5 不帶緩沖輸出的對數放大器輸出端 |
另外對數放大器輸入輸出呈對數關(guān)系，對于大信號而言無(wú)須類(lèi)似AGC的外部控制電路，使得對數放大器在光光纖通信方面有著(zhù)可喜的前景。例如光通信系統應
用中的功率監控，包括激光控制電路、光開(kāi)關(guān)、衰減器、放大器等場(chǎng)合，傳統解決方案要求采用成本較高的帶切換增益互阻放大器前端的數字信號處理電路。如采用雙對數變換器ADL5310則大大簡(jiǎn)化了摻鉺光纖放大器(EDFA)、可變光衰減器(VOA)和光分插復用器(OADM)的控制環(huán)路的設計，ADL5310 包含兩個(gè)獨立的信號通道以便與光電二極管相連，允許為每個(gè)通道獨立配置傳遞函數常數(斜率和截距)。其對數變換能力允許對差分信號進(jìn)行測量以便計算增益或吸收率。
數據壓縮
對數放大器輸入輸出呈對數關(guān)系，輸入信號的動(dòng)態(tài)范圍可以很大，這個(gè)特點(diǎn)非常適用數據壓縮。假設輸入信號范圍從1V-10V，要求在1V時(shí)的分辨率為1%，為保證精度則在10V時(shí)分辨率就是0.1%。為保證分辨率，要求使用10位數模轉器。如果分辨率不變，而輸入范圍為10Mv-10V，至少需要16位模數轉換器?，F在用對數放大器，其輸入動(dòng)態(tài)范圍為3個(gè)數量級，信號的分辨率保持1%，則模數轉換器用12位足矣。因此在數據壓縮方面對數放大器有著(zhù)很重要的作用，經(jīng)常在數據采集的前端要經(jīng)過(guò)對數放大器，然后將信號送入采集卡的模擬輸入端，經(jīng)電平轉換后送入ADC進(jìn)行轉化。
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