對數(shù)放大器的典型應用
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)放大器的實質時完成輸入輸出信號的對數(shù)變換。并不強調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的。如圖5所示。
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、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)轉換器?,F(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)電平轉換后送入ADC進行轉化。
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