Логарифмический усилитель

Логарифмический усилитель — вид электронных усилителей, выходное напряжение которого пропорционально логарифму входного напряжения. Логарифмические усилители могут совершать больший комплекс операций по сравнению с классическими линейными усилителями, и их схемы значительно отличаются.

Наиболее важной целью логарифмических усилителей является не усиление (хотя оно используется для достижения главной функции), главная цель логарифмических усилителей — сжатие сигнала широкого динамического диапазона к его децибельному эквиваленту. Возможно, более подходящий термин — логарифмический преобразователь, так как его главной функцией является преобразование сигнала из одной области представления в другую через определённую нелинейную трансформацию.

Для обычного случая, когда все переменные — напряжения, независимо от конструкции усилителя связь между переменными имеет следующий вид:

$V_{out}=V_y*log(\frac{V_{in}}{V_x})$

где $V_{out}$ — выходное напряжение, $V_y$ — напряжение наклона (логарифм обычно имеет основание 10, поэтому $V_y$ в этом случае берётся в Вольтах на декаду), $V_{in}$ — входное напряжение, $V_x$ — напряжение пересечения (напряжение $V_{in}$, при котором $V_{out} = 0$). Все логарифмические усилители косвенно требуют определения двух значений: $V_x$ и $V_y$. Выражение математически неполно для описания демодуляции ЛУ, однако оно является простым для понимания основных принципов.

Самый простой логарифмический усилитель (т. н. традиционной схемотехники) — обычный операционный усилитель с диодом (или транзистором), включённым в цепь обратной связи. Однако сейчас существует большое количество логарифмических усилителей, построенных иным образом (например, с помощью ограничительных ячеек).

Применение

Сферы применения логарифмических усилителей: системы контроля передаваемой мощности в передатчиках сигнала в системах GSM, CDMA, TDMA, а также индикация принимаемого сигнала (RSSI).

Принятые сокращения

• В России: «ЛУ»
• За рубежом: «Log amp»

Литература

• Использование логарифмических усилителей для точного измерения мощности, И. Ю. Самков — М.: Электронные Компоненты, № 3 2008
• Основы теории демодулирующих логарифмических усилителей, И. Ю. Самков — М.: Электронные Компоненты, № 3 2009
• Микросхемы логарифмических усилителей традиционной схемотехники, П.Михалев — М.: Компоненты и технологии, № 8 2007

Ссылки

• Analog Devices Log amp
• Texas Instruments Log amps