對數放大器的典型應用
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寬動態范圍放大器
對數放大器的特點是在提供大動態范圍同時能突出成本優勢。在移動通信系統中，CDMA和GSM都需要調節基站的功率輸出，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。此類大量的對數放大器應用于 RSSI（接收信號的強度指示）和發射功率控制場合。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，前端進行適當的頻率比配后動態范圍可達92dBm。若前端配合低噪聲X-AMP(r)技術的放大器，動態范圍更可高達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放大器的實質時完成輸入輸出信號的對數變換。并不強調其放大器的放大器能力，因此對數放大器的檢波輸出電壓一般不能滿足后續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過對數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。若輸出信號已經是經過緩沖以后的信號，則10%—90%電壓上升時間是不可調的。如圖5所示。
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圖5 不帶緩沖輸出的對數放大器輸出端 |
另外對數放大器輸入輸出呈對數關系，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。例如光通信系統應
用中的功率監控，包括激光控制電路、光開關、衰減器、放大器等場合，傳統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字信號處理電路。如采用雙對數變換器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常數(斜率和截距)。其對數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。
數據壓縮
對數放大器輸入輸出呈對數關系，輸入信號的動態范圍可以很大，這個特點非常適用數據壓縮。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位模數轉換器。現在用對數放大器，其輸入動態范圍為3個數量級，信號的分辨率保持1%，則模數轉換器用12位足矣。因此在數據壓縮方面對數放大器有著很重要的作用，經常在數據采集的前端要經過對數放大器，然后將信號送入采集卡的模擬輸入端，經電平轉換后送入ADC進行轉化。
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