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真對�(shù)放大�
閱讀�3704時間�2018-04-18 09:26:34

基本對數(shù)放大器在IC�(shè)計中使用了跨�(dǎo)線性電路,因此也稱做跨�(dǎo)線性(Translinear)對�(shù)放大�。跨�(dǎo)線性電路是電流模電路的主要組成部分,是許多線性和非線性模擬集成電路的理論基礎(chǔ)。跨�(dǎo)線性的概念�1975年由Barrie Gillbert�(chuàng)�,跨�(dǎo)線性對�(shù)放大器就是基于雙極性(BJT)三極管的對�(shù)特性�

目錄

原理

  對數(shù)放大器原�
  針對上述的三種對�(shù)放大�,我們分別來講述其實�(xiàn)信號對數(shù)變換的原理�
  基本對數(shù)放大�
  若將ic視為激勵信號電�,UBE看作響應(yīng)信號電壓,將輸入偏流為零的隔離放大器接在集電極C與基極B之間以隔離iB的影��
  可以看出,理想BJT的UBE與其ic是理想的對數(shù)�(guān)�。等式中,Is是BJT的飽和電�,它與溫度密切相�(guān)。此外熱電壓UT也依賴于溫度。在集成的跨�(dǎo)線性對�(shù)放大器中這種受溫度影響的缺點已被一個具有同樣溫度變化特性的三極管修�,而且可以確保對數(shù)斜率的穩(wěn)定��
  UY叫做對數(shù)斜率,固定電流IZ叫做對數(shù)截距(有�(guān)對數(shù)放大器的一些名詞將在后面予以說明)�
  基帶對數(shù)放大器與解調(diào)對數(shù)放大�
  對于高頻�(yīng)用,常常選擇基帶對數(shù)放大器或解調(diào)對數(shù)放大�。盡管這兩種放大器在細(xì)節(jié)上有些不�,但原理是相同的,它不是采用一個放大器的對�(shù)特性而是用多個相同的線性放大器級聯(lián)來分段線性逼近對數(shù)函數(shù)。如�2所�,這里只是一個理想的通用模型,其核心為一個限幅放大器,每個放大單元的傳遞函數(shù)如圖3所�,對于N個級�(lián)限幅放大器構(gòu)成的對數(shù)放大器,EK為限幅放大器的飽和電�,A為放大倍,�(dāng)輸入信號電壓小于臨界值EK/AN-1�,限幅放大器的每一級都不會飽和,因�,小于EK/AN-1的輸入信號可以得到充分的放大,此時輸出信號幅度是輸入信號幅度的AN-1�。當(dāng)輸入電壓大于EK/AN-1小于EK時,由于各級限幅的原�,輸入信號越�,飽和的級數(shù)越多。當(dāng)輸入大于EK�,輸出則為NAEK。輸入信號幅度在EK/AN-1和EK之間的信號,其總的輸出電壓與輸入電壓的幅度可用下式表示:
  VIN=EK/AN-M,VOUT=,其中M為飽和的級數(shù)(M≤N�
  實際的電路結(jié)�(gòu)是:對于小信號采用增益為A的放大器,而大信號則采用單位增益放大器,稱之為A/1放大�,限幅增益放大器和單位增益緩沖器并聯(lián),輸出送加法器。解�(diào)對數(shù)放大器與基帶對數(shù)放大器雖然都采用上述的級�(lián)限幅放大器,解調(diào)對數(shù)放大器不是將輸出直接累加,而是先檢波然后輸出累加,用級�(lián)限幅放大器構(gòu)成的對數(shù)放大器有兩種輸出:對�(shù)輸出和限幅輸�。許多應(yīng)用中限幅輸出并不需�,但有些�(yīng)用中,兩種輸出都是必須的。解�(diào)對數(shù)放大器的對數(shù)輸出一般包括幅度信�,而相位和頻率信息則被丟失。如果采用半波檢波器和延時補�,相位和頻率信息也可被保��

分類

  在許多文�(xiàn)�,對�(shù)放大器的分類也是相當(dāng)混亂�,根�(jù)實現(xiàn)對數(shù)函數(shù)依據(jù)的不�,有的將其分為二極管、三極管對數(shù)放大器和級聯(lián)對數(shù)放大�,有的將其分為真對數(shù)放大器和似對�(shù)放大器等等。但幾十年來,隨著半�(dǎo)體理論、工藝和模擬集成電路的發(fā)�,許多對�(shù)放大器實�(xiàn)的方法已�(jīng)被淘�,其分類方法也未盡科�(xué)。目前根�(jù)市場上現(xiàn)有的對數(shù)放大器結(jié)�(gòu)和應(yīng)用領(lǐng)域的不同,可將對�(shù)放大器分為三類:基本對數(shù)放大器、基帶對�(shù)放大器和解調(diào)對數(shù)放大器�
  基本對數(shù)放大器也稱跨�(dǎo)線性(Translinear)對�(shù)放大�,它基于雙極性三極管(BJT)的對數(shù)特性來實現(xiàn)信號的對�(shù)變換。這類對數(shù)放大器可以響�(yīng)緩慢變化的輸入信�,其特點是具有優(yōu)良的直流精度和非常寬的動�(tài)范圍(高�(dá)180dB),缺點是交流特性差�
  基帶對數(shù)放大器也稱視頻對�(shù)放大器(雖然很少用于視頻顯示相關(guān)的應(yīng)用),它克服了基本對�(shù)放大器的缺點,能夠響�(yīng)快速變化的輸入。其原理是采用了一� “逐級壓縮”的技�(shù),交流特性好,但動態(tài)范圍較小�
  解調(diào)對數(shù)放大器也稱逐級檢波對數(shù)放大器,它具有分段線性近似性質(zhì),形成對�(shù)級聯(lián)后,可以得到很好的對�(shù)傳遞函數(shù),在整個動�(tài)范圍�(nèi)對數(shù)精度�,同基帶對數(shù)放大器相似,也采用多個級�(lián)線性放大器,動�(tài)范圍大�

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