De operationele versterkercircuitconfiguraties die wiskundige bewerkingen kunnen uitvoeren zoals log en antilog (exponentieel), inclusief een versterking van het ingangssignaal dat aan het circuit wordt geleverd, staan bekend als respectievelijk logaritmische versterker en antilogaritmische versterker. In deze sectie gaan we in detail leren over de logaritmische versterker en Antilog.
Inhoud:
- Introductie
- Logaritmische (log) versterker
- Log versterker configuratie
- Diode gebaseerde log versterker configuratie
- Op transistor gebaseerde Log-versterker configuratie
- Uitgang en werkingsprincipe van logversterker
- Toepassingen van de log versterker
- Wat is Antilog?
- Antilog versterker
- Log versterker configuratie
- Diode gebaseerde antilog versterker configuratie
- Op transistor gebaseerde antilog-versterkerconfiguratie
- Uitgang en werkingsprincipe van logversterker
- Toepassingen van de antilog-versterker
Logaritme (log) versterker
Een operationele versterker waarin de uitgangsspanning van de versterker (V.0) is rechtevenredig met de natuurlijke logaritme van de ingangsspanning (V.i) staat bekend als een logaritmische versterker. Kortom, de natuurlijke logaritme van de ingangsspanning wordt vermenigvuldigd met een constante waarde en geproduceerd als uitvoer.
Log versterker circuit
Log versterker met transistor
Log versterker met behulp van diode
Uitgang en werkingsprincipe van logversterker
Dit kan als volgt worden uitgedrukt:
Waar K de constante term is, en Vref verwijst naar een normalisatieconstante, die we in deze sectie leren kennen.
Over het algemeen kunnen logaritme-versterkers meer dan één op-amp nodig hebben, in welk geval ze bekend staan als gecompenseerde logaritme-versterkers. Ze hebben zelfs goed presterende op-amps nodig voor hun goede werking, zoals LM1458, LM771 en LM714, zijn enkele van de meest gebruikte logaritme-versterkers.
De diode is met voorwaartse voorspanning verbonden. Dus de diodestroom kan worden weergegeven als:
Waar iks is de verzadigingsstroom, VD is de spanningsval voor de diode. De VT is de thermische spanning. De diodestroom kan worden herschreven met een hoge voorspanningstoestand,
De i1 uitgedrukt door,
Omdat de spanning op de inverterende aansluiting van de op-amp virtueel aarde is, wordt de uitgangsspanning daarom gegeven door V0 = -VD
Vaststellend dat ik1 = ikD, we kunnen schrijven
Maar, zoals eerder opgemerkt, VD = -V0 en dus,
Door aan beide kanten van deze vergelijking natuurlijke logaritme te nemen, vonden we
Of,
De vergelijking van de uitgangsspanning (V.0) van de logaritmeversterker bevat een negatief teken, wat aangeeft dat er een faseverschil is van 180 o. nu
Een meer geavanceerde gebruikt bipolair transistoren om I te verwijderens in de logaritmische term. In dit type logaritmeversterkerconfiguratie wordt de uitgangsspanning gegeven als:
Toepassingen van de logaritmische versterker
Log-versterker wordt gebruikt voor wiskundige toepassingen en ook in verschillende apparaten volgens hun behoefte. Enkele van de toepassingen van de log-versterker zijn als volgt:
- Log-versterkers worden gebruikt voor wiskundige toepassingen, voornamelijk bij vermenigvuldiging. Het wordt ook gebruikt in de divisie en andere exponentiële bewerkingen. Omdat het een vermenigvuldiging kan uitvoeren, wordt het daarom gebruikt in analoge computers, bij het synthetiseren van audio-effecten, meetinstrumenten die een vermenigvuldigingsbewerking vereisen, zoals bij het berekenen van vermogen (vermenigvuldiging van stroom en spanning).
- Omdat we weten dat wanneer we het decibelequivalent van een bepaalde hoeveelheid moeten berekenen, we het gebruik van een logaritmische operator nodig hebben, en daarom worden logversterkers gebruikt om de decibelwaarde (dB) van een hoeveelheid te berekenen.
- Monolithische logaritmische versterkers worden in bepaalde situaties gebruikt, zoals in het radiofrequentiedomein, voor een efficiënte tussenruimte (het verminderen van componenten en ruimte die ze nodig hebben), en ook om de bandbreedte en ruisonderdrukking te verbeteren.
- Het wordt ook gebruikt in verschillende toepassingsgebieden, zoals rot gemiddelde kwadraat-omzetter, een analoog-naar-digitaal omzetter, enz.
Wat is Antilog?
Antilog versterker
Een Op-amp waarin de uitgangsspanning van de versterker (V.0) is recht evenredig met de anti-log van de ingangsspanning (V.i) staat bekend als een anti-logaritmische versterker of anti-log-versterker. Hier gaan we de configuratie van de operationele versterker die de anti-logaritmische versterker vormt in detail bespreken.
Antilog versterkercircuit
Antilog-versterker met transistor
Antilog-versterker met diode
In de antilogversterker bevindt het ingangssignaal zich op de inverterende pin van de operationele versterker, die door een diode gaat.
Uitgangs- en werkingsprincipe van Antilog-versterker
Zoals opgemerkt in het hierboven getoonde circuit, wordt de negatieve feedback bereikt door de uitgang aan te sluiten op de inverterende ingangsklem. Volgens het concept van de virtuele aarde tussen de ingangsklemmen van een versterker, de spanning V1 op de inverterende terminal zal nul zijn. Vanwege de idealiter oneindige ingangsimpedantie zal de stroom die door de diode vloeit als gevolg van de aangelegde ingangsspanning in de inverterende aansluiting de op-amp niet binnengaan; in plaats daarvan zal het langs het feedbackpad door de weerstand R stromen, zoals weergegeven in de figuur.
De complementaire of omgekeerde functie van de logaritmische versterker is 'exponentieel', anti-logaritmisch of gewoon bekend als 'antilog'. Beschouw het circuit dat in de afbeelding wordt gegeven. De diodestroom is
Waar, VD is de diodespanning. Volgens het concept van virtuele grond, V1= 0 aangezien de niet-inverterende terminal is geaard zoals weergegeven in de afbeelding. Daarom kan de spanning over de diode worden uitgedrukt als VD = Vi - V1 of VD = Vi Daarom is de stroom door de diode
Vanwege de ideale kenmerken van een op-amp (oneindige ingangsimpedantie), stroomt de stroom door de diode (iD) stroomt langs het feedbackpad door de weerstand R, zoals we in de figuur kunnen zien.
Daarom, ikD = ik2
En, V0 = -i2R = -ikDR
Vervangen iD in de bovenstaande vergelijking krijgen we
De parameters n, VT en ikS zijn constanten (ze zijn alleen afhankelijk van de diodekarakteristieken die altijd constant zijn voor een bepaalde diode). Dus als de waarde van de feedbackweerstand R vast is, dan is de uitgangsspanning V0 is recht evenredig met de natuurlijke anti-logaritme (exponentieel) van de aangelegde ingangsspanning Vi. De bovenstaande vergelijking kan dan eenvoudig worden weergegeven als
Waar K = - ISR en a = 
Daarom kunnen we opmerken dat de anti-logaritmische op-amp zijn uitgangssignaal produceert als de exponentiële waarde van het toegepaste ingangsspanningssignaal.
De versterking van de anti-log-versterker wordt gegeven door de waarde van K die gelijk is aan -ISR.
Het teken –ve geeft aan dat er een faseverschil van 180 graden is tussen de toegepaste input s en de output van de anti-log versterker.
Voor meer elektronica gerelateerd artikel klik hier
Hallo, ik ben Amrit Shaw. Ik heb Master in Elektronica gedaan.
Ik vind het altijd leuk om nieuwe uitvindingen op het gebied van elektronica te ontdekken.
Persoonlijk ben ik van mening dat leren enthousiaster is als het met creativiteit wordt geleerd.
Daarnaast houd ik van gitaar tokkelen en reizen.