Azok a műveleti erősítő áramköri konfigurációk, amelyek matematikai műveleteket, például log és antilog (exponenciális) hajtanak végre, beleértve az áramkörnek biztosított bemeneti jel erősítését, logaritmikus erősítőként és antilogaritmikus erősítőként ismertek. Ebben a részben részletesen megismerjük a logaritmikus erősítőt és az Antilog-ot.
Tartalom:
- Bevezetés
- Logaritmikus (log) erősítő
- Napló erősítő konfiguráció
- Dióda alapú naplóerősítő konfiguráció
- Tranzisztor alapú log erősítő konfigurációs
- A naplóerősítő kimenete és működési elve
- A log-erősítő alkalmazásai
- Mi az Antilog?
- Antilog erősítő
- Napló erősítő konfiguráció
- Dióda alapú antilog erősítő konfiguráció
- Tranzisztor alapú antilog erősítő konfiguráció
- A naplóerősítő kimenete és működési elve
- Az antilog erősítő alkalmazásai
Logaritmus (log) erősítő
Olyan műveleti erősítő, amelyben az erősítő kimeneti feszültsége (V0) egyenesen arányos a bemeneti feszültség természetes logaritmusával (Vi) logaritmikus erősítőként ismert. Alapvetően a bemeneti feszültség természetes logaritmusát megszorozzuk egy állandó értékkel, és kimenetként állítjuk elő.
Napló erősítő áramkör
Napló erősítő tranzisztorral
Napló erősítő diódával
A naplóerősítő kimenete és működési elve
Ez a következőképpen fejezhető ki:
Ahol K a konstans tag, és Vref normalizációs állandóra utal, amelyet ebben a részben ismerünk meg.
Általában a logaritmus-erősítők egynél több műveleti erősítőt igényelhetnek, ebben az esetben ezeket kompenzált logaritmus-erősítőknek nevezzük. Még nagy teljesítményű op-erősítőket is igényelnek a megfelelő működésükhöz, mint például az LM1458, LM771 és LM714, amelyek a széles körben használt logaritmuserősítők közé tartoznak.
A dióda előre előfeszítéssel van csatlakoztatva. Tehát a dióda áramát a következőképpen ábrázolhatjuk:
Ahol éns a telítési áram, VD a feszültségesés a diódánál. A vT a hőfeszültség. A diódaáram nagy előfeszítési feltétellel átírható,
Az i1 kifejezve,
Mivel az op-amp invertáló terminálján a feszültség virtuális földön van, ezért a kimeneti feszültséget V adja meg.0 = -VD
Megjegyezve, hogy i1 =iD, tudunk írni
De mint korábban említettük, VD = -V0 és aztán,
Ha ennek az egyenletnek mindkét oldalán természetes logaritmust veszünk, azt találtuk
Vagy
A kimeneti feszültség egyenlete (V0A logaritmuserősítő ) negatív előjelet tartalmaz, ami azt jelzi, hogy 180-os fáziskülönbség van. o. Arany,
Egy fejlettebb a bipolárist használja tranzisztorok eltávolítani Is a logaritmikus kifejezésben. Az ilyen típusú logaritmuserősítő-konfigurációban a kimeneti feszültség a következőképpen van megadva:
A logaritmikus erősítő alkalmazásai
A naplóerősítőt matematikai alkalmazásokhoz használják, és különféle eszközökben is használják igény szerint. A log-erősítő néhány alkalmazása a következő:
- A log erősítőket matematikai alkalmazásokhoz használják, főleg szorzásban. Az osztásban és más exponenciális műveletekben is használják. Mivel képes szorzási műveletre, ezért használják analóg számítógépekben, hangeffektusok szintetizálására, szorzási műveletet igénylő mérőműszerekre, például teljesítmény kiszámítására (áram és feszültség szorzása).
- Tudjuk, hogy ha egy adott mennyiség decibel-ekvivalensét kell kiszámolnunk, akkor logaritmikus operátort kell használnunk, ezért log erősítőket használunk egy mennyiség decibel (dB) értékének kiszámításához.
- A monolit logaritmikus erősítőket bizonyos helyzetekben, például rádiófrekvenciás tartományban alkalmazzák a hatékony térközelosztás érdekében (az alkatrészek és az általuk szükséges hely csökkentése), valamint a sávszélesség és a zajszűrés javítására.
- Különböző alkalmazási területeken is használják, mint például a négyzetes rothadás konverter, analóg-digitális átalakító stb.
Mi az Antilog?
Antilog erősítő
Olyan műveleti erősítő, amelyben az erősítő kimeneti feszültsége (V0) egyenesen arányos a bemeneti feszültség anti-log értékével (Vi) antilogaritmikus erősítőként vagy antilogaritmikus erősítőként ismert. Itt részletesen tárgyaljuk a műveleti erősítő konfigurációját, amely az antilogaritmikus erősítőt alkotja.
Antilog erősítő áramkör
Antilog erősítő tranzisztorral
Antilog erősítő diódával
Az antilog erősítőben a bemeneti jel a műveleti erősítő invertáló érintkezőjénél van, amely egy diódán halad át.
Az Antilog erősítő kimenete és működési elve
Amint az a fenti áramkörben megfigyelhető, a negatív visszacsatolás úgy érhető el, hogy a kimenetet az invertáló bemeneti terminálhoz csatlakoztatjuk. Az erősítő bemeneti kapcsai közötti virtuális földelés koncepciója szerint a V feszültség1 az invertáló terminálon nulla lesz. Az ideális esetben végtelen bemeneti impedancia miatt az invertáló terminálon alkalmazott bemeneti feszültség miatt a diódán átfolyó áram nem jut be a műveleti erősítőbe; ehelyett az R ellenálláson keresztüli visszacsatolási útvonalon fog folyni az ábrán látható módon.
A logaritmikus erősítő kiegészítése vagy inverz funkciója „exponenciális”, antilogaritmikus vagy egyszerűen „antilog” néven ismert. Tekintsük az ábrán látható áramkört. A dióda árama az
Hol, VD a dióda feszültsége. A virtuális talaj koncepciója szerint V1=0, mivel a nem invertáló kivezetés az ábrán látható módon földelve van. Ezért a diódán lévő feszültség V-ben fejezhető kiD = Vi - V1 vagy VD = Vi Ezért a diódán átmenő áram az
Az op-amp ideális jellemzőinek köszönhetően (végtelen bemeneti impedancia) a diódán átfolyó áram (iD) az R ellenálláson keresztüli visszacsatolási úton folyik, amint azt az ábrán is megfigyelhetjük.
Ezért iD =i2
És V0 = -i2R = -iDR
Cseréje iD a fenti egyenletben azt kapjuk
Az n, V paraméterekT és énS állandók (csak a dióda jellemzőitől függenek, amelyek mindig állandóak egy adott diódánál). Ezért ha az R visszacsatoló ellenállás értéke rögzített, akkor a V kimeneti feszültség0 egyenesen arányos a rákapcsolt V bemeneti feszültség természetes antilogaritmusával (exponenciális).i. Ekkor a fenti egyenlet egyszerűen ábrázolható
Ahol K = – ISR és a = 
Emiatt észrevehetjük, hogy az antilogaritmikus op-erősítő a kimenő jelét az alkalmazott bemeneti feszültségjel exponenciális értékeként állítja elő.
Az anti-log erősítő erősítését K értéke adja, amely egyenlő -ISR.
A –ve jel arra mutat, hogy 180 fokos fáziskülönbség van az alkalmazott bemenet s és az anti-log erősítő kimenete között.
További elektronikával kapcsolatos cikkért kattints ide
