對數(shù)放大器的典型應(yīng)用
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寬動(dòng)態(tài)范圍放大器
對數(shù)放大器的特點(diǎn)是在提供大動(dòng)態(tài)范圍同時(shí)能突出成本優(yōu)勢。在移動(dòng)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(biāo)手機(jī)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(jī)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(yīng)用于 RSSI（接收信號(hào)的強(qiáng)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(shè)計(jì)，也可采用對數(shù)放大器。例如單片 AD8307可完成信號(hào)接收解調(diào)功能，前端進(jìn)行適當(dāng)?shù)念l率比配后動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)92dBm。若前端配合低噪聲X-AMP(r)技術(shù)的放大器，動(dòng)態(tài)范圍更可高達(dá)120dBｍ，無須外部溫度補(bǔ)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(shí)質(zhì)時(shí)完成輸入輸出信號(hào)的對數(shù)變換。并不強(qiáng)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(yùn)放對經(jīng)過對數(shù)變換后的信號(hào)做進(jìn)一步的放大。對于標(biāo)稱的10%—90%電壓上升時(shí)間是否可調(diào)的問題，應(yīng)當(dāng)說如果輸出不帶緩沖，則上升時(shí)間可通過外部電路來調(diào)節(jié)。若輸出信號(hào)已經(jīng)是經(jīng)過緩沖以后的信號(hào)，則10%—90%電壓上升時(shí)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(hào)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(yīng)
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(hào)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(fù)用器(OADM)的控制環(huán)路的設(shè)計(jì)，ADL5310 包含兩個(gè)獨(dú)立的信號(hào)通道以便與光電二極管相連，允許為每個(gè)通道獨(dú)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(hào)進(jìn)行測量以便計(jì)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(hào)的動(dòng)態(tài)范圍可以很大，這個(gè)特點(diǎn)非常適用數(shù)據(jù)壓縮。假設(shè)輸入信號(hào)范圍從1V-10V，要求在1V時(shí)的分辨率為1%，為保證精度則在10V時(shí)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?，F(xiàn)在用對數(shù)放大器，其輸入動(dòng)態(tài)范圍為3個(gè)數(shù)量級(jí)，信號(hào)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(hào)送入采集卡的模擬輸入端，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后送入ADC進(jìn)行轉(zhuǎn)化。
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