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對數放大器的基本原理及其處理寬動態范圍信號的方式

606635 2022-11-25 | pdf | 298.13KB | 次下載 | 2積分

資料介紹

處理高動態范圍信號對設計人員來說是一個主要問題。幅度變化超過 100 分貝 (dB) 的信號如何應用于典型動態范圍為 60 dB 至 100 dB 的線性放大器或模數轉換器 (ADC)？像這樣的信號出現在雷達和聲納等回波測距設備、通信系統以及光纖系統中。在這樣的系統中，低幅度信號需要高增益，而高幅度信號需要低增益。處理高動態范圍信號對設計人員來說是一個主要問題。幅度變化超過 100 分貝 (dB) 的信號如何應用于典型動態范圍為 60 dB 至 100 dB 的線性放大器或模數轉換器 (ADC)？像這樣的信號出現在雷達和聲納等回波測距設備、通信系統以及光纖系統中。在這樣的系統中，低幅度信號需要高增益，而高幅度信號需要低增益。有沒有辦法動態縮放這些信號以防止信號在低端丟失并在幅度范圍的高端限制或削波？有沒有辦法動態縮放這些信號以防止信號在低端丟失并在幅度范圍的高端限制或削波？對數放大器、對數轉換器或更簡單的對數放大器通過為低電平信號提供高增益并為更高信號電平逐漸降低增益來解決這個問題。對數放大器、對數轉換器或更簡單的對數放大器通過為低電平信號提供高增益并為更高信號電平逐漸降低增益來解決這個問題。本文將介紹和描述幾種類型的對數放大器，適用于低頻和高頻應用。然后將討論這些有用的非線性放大器的規格和典型應用。本文將介紹和描述幾種類型的對數放大器，適用于低頻和高頻應用。然后將討論這些有用的非線性放大器的規格和典型應用。對數放大器的作用對數放大器的作用對數放大器是非線性模擬放大器，產生的輸出是輸入信號或信號包絡的對數。它們將具有大動態范圍的輸入信號壓縮為具有固定幅度范圍的輸出信號。這是通過為低輸入信號電平提供高增益并為高電平信號逐漸降低增益來實現的（圖 1）。對數放大器是非線性模擬放大器，產生的輸出是輸入信號或信號包絡的對數。它們將具有大動態范圍的輸入信號壓縮為具有固定幅度范圍的輸出信號。這是通過為低輸入信號電平提供高增益并為高電平信號逐漸降低增益來實現的（圖 1）。圖 1：對數放大器通過對最低幅度信號應用較高增益并逐漸對較高電平信號應用較低增益來壓縮輸入信號（頂部跡線）。中間跡線顯示輸入的對數，而底部跡線是對數放大器輸出的包絡。（圖片來源：Digi-Key Electronics）圖 1：對數放大器通過對最低幅度信號應用較高增益并逐漸對較高電平信號應用較低增益來壓縮輸入信號（頂部跡線）。中間跡線顯示輸入的對數，而底部跡線是對數放大器輸出的包絡。（圖片來源：Digi-Key Electronics）輸入信號（頂部跡線）是調幅載波。調制信號是線性斜坡。對數放大器輸出（中間跡線）為低電平信號提供更高的增益，并隨著信號電平的增加而逐漸降低增益，從而產生對數加權輸出信號。底部跡線是對數放大器輸出的包絡，它是檢測器類型對數放大器的輸出選項。在 ADC 之前應用的對數放大器將壓縮輸入信號以適應 ADC 的固定輸入范圍。輸入信號（頂部跡線）是調幅載波。調制信號是線性斜坡。對數放大器輸出（中間跡線）為低電平信號提供更高的增益，并隨著信號電平的增加而逐漸降低增益，從而產生對數加權輸出信號。底部跡線是對數放大器輸出的包絡，它是檢測器類型對數放大器的輸出選項。在 ADC 之前應用的對數放大器將壓縮輸入信號以適應 ADC 的固定輸入范圍。對數放大器拓撲對數放大器拓撲