對數(shù)放大器的典型應用
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
寬動態(tài)范圍放大器
對數(shù)放大器的特點是在提供大動態(tài)范圍同時能突出成本優(yōu)勢。在移動通信系統(tǒng)中，CDMA和GSM都需要調(diào)節(jié)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載的可能性。同樣，基站也需要調(diào)節(jié)接收信道的增益，從而加大信噪比，降低誤碼率。此類大量的對數(shù)放大器應用于 RSSI（接收信號的強度指示）和發(fā)射功率控制場合。在某些無線電接收通道中的中頻放大器設計，也可采用對數(shù)放大器。例如單片 AD8307可完成信號接收解調(diào)功能，前端進行適當?shù)念l率比配后動態(tài)范圍可達92dBm。若前端配合低噪聲X-AMP(r)技術(shù)的放大器，動態(tài)范圍更可高達120dBｍ，無須外部溫度補償，元件少，電路非常簡潔。值得注意的是由于對數(shù)放大器的實質(zhì)時完成輸入輸出信號的對數(shù)變換。并不強調(diào)其放大器的放大器能力，因此對數(shù)放大器的檢波輸出電壓一般不能滿足后續(xù)處理電路的門限電壓要求，通常采用高帶寬增益積的運放對經(jīng)過對數(shù)變換后的信號做進一步的放大。對于標稱的10%—90%電壓上升時間是否可調(diào)的問題，應當說如果輸出不帶緩沖，則上升時間可通過外部電路來調(diào)節(jié)。若輸出信號已經(jīng)是經(jīng)過緩沖以后的信號，則10%—90%電壓上升時間是不可調(diào)的。如圖5所示。
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圖5 不帶緩沖輸出的對數(shù)放大器輸出端 |
另外對數(shù)放大器輸入輸出呈對數(shù)關(guān)系，對于大信號而言無須類似AGC的外部控制電路，使得對數(shù)放大器在光光纖通信方面有著可喜的前景。例如光通信系統(tǒng)應
用中的功率監(jiān)控，包括激光控制電路、光開關(guān)、衰減器、放大器等場合，傳統(tǒng)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(shù)字信號處理電路。如采用雙對數(shù)變換器ADL5310則大大簡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 包含兩個獨立的信號通道以便與光電二極管相連，允許為每個通道獨立配置傳遞函數(shù)常數(shù)(斜率和截距)。其對數(shù)變換能力允許對差分信號進行測量以便計算增益或吸收率。
數(shù)據(jù)壓縮
對數(shù)放大器輸入輸出呈對數(shù)關(guān)系，輸入信號的動態(tài)范圍可以很大，這個特點非常適用數(shù)據(jù)壓縮。假設輸入信號范圍從1V-10V，要求在1V時的分辨率為1%，為保證精度則在10V時分辨率就是0.1%。為保證分辨率，要求使用10位數(shù)模轉(zhuǎn)器。如果分辨率不變，而輸入范圍為10Mv-10V，至少需要16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。現(xiàn)在用對數(shù)放大器，其輸入動態(tài)范圍為3個數(shù)量級，信號的分辨率保持1%，則模數(shù)轉(zhuǎn)換器用12位足矣。因此在數(shù)據(jù)壓縮方面對數(shù)放大器有著很重要的作用，經(jīng)常在數(shù)據(jù)采集的前端要經(jīng)過對數(shù)放大器，然后將信號送入采集卡的模擬輸入端，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后送入ADC進行轉(zhuǎn)化。
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