Логарифмический усилитель Советский патент 1980 года по МПК G06G7/24 

Изобретение относится к радиотехнике .

Известен логарифмический усили тель, содержащий дифференциальный каскад, инвентирующий вход которого подключен к источнику сигнала и первому выводу нелинейного .элемента 1.

Однако известный логарифмический усилитель не обладает необходимым динамическим диапозоном,i.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона. Для этого в логарифмическом усилителе, содержащем дифференциальный каскад, инвертирующий вход которого подключен к источнику сигнала и первому выводу нелинейного элемента, второй вывод нелинейного элемента соединен с неинвертируюгдим входом дифференциального каскада непосредственно и с общей шиной - через резистор.

На чертеже представлена структурная электрическая схема логарифмического усилителя.

Логарифмический усилитель содержит дифференциальный каскад 1, нелинейный делитель, состоящий из нелинейного элемента 2 и резистора 3, резистор 4.

Дифференциальный каскад имеет постоянный коэффициент усиления на линейном участке амплитудной характеристики, равный Ку..

Коэффициент передачи нелинейного делителя

R,

К

«А H,,-R.

где Rg - сопротивление

элемента 2,

RJ - сопротивление Выходное напряжение кого усилителя

ьь,х. .О к )

где Vg - входное напряжение.

Логарифмическая амплитудная характеристика формируется за счет изменения сопротивления К нелинейного элемента 2 по требуемому закону под воздействием усиливаемого входного сигнала.

Закон изменения коэффициента передачи нелинейного делителя Кн.д и сопротивления Н нелинейного элемента 2 на соответствующих участках амплитудной характеристики (АХ) описывается следующими выражениями:

На линейном участке ЛХ

,-v.

«„-Д„- -; На логарифмическом участке АХ к 0 ,ч UH--I .a Н.Д,1)/ На квазилинейном участке АХ , и (епК + О ьх Л 1 , . й«. аш.к где Kj - коэффициент усиления лог ририфмического усилителя на линейном участке АХ; Vg,,j-- входное напряжение усилит ля, при котором начинает логарифмирование; бКП вх.а значения входного напряже ния на ссответствующих . участках АХ. На линейном участке АХ сопроти ление R нелинейного элемента 2 постоянно. С ростом входного сигн ла сопротивление R2 нелинейного зл мента 2 уменьшается,- а коэффициент передачи нелинейного делителя Кн.д возрастает. В качестве нелинейного элемента 2 Может быть использован лупроводниковый диод. Напряжение на входе дифференци ального каскада равно разности вх ного напряжения Ve,x и выходного напряжения нелинейного делителя &и. вых.нд. Диапазон изменения входного на жения на логарифмическом участке амплитудной характеристики логари мического усилителя и схемы прото па соответственноравен: ..д.г.)... W.. х. вл,.. где Vg, - напряжение на входе уси лителя, соответствующе точке перехода из логар мического участка АХ в зилинейный ; KHji,2 величина коэффициента п дачи нелинейного делите

соответствукцая точке перехода из логарифмического участка в квазилинейный. ВыигрЕыш в расширении динамического диапазона одного каскада с ЛАХ равен

ли

л( , . ли. Для многокаскадного усилителя с логарифмической амплитудной характеристикой диапазон изменения входного напряжения п-каскада для предлагаемой схемы и Схемы прототипа соответственно равен .(.д,п).,. ; и и и - и вх.п ч,л где Ve,,n напряжение на входе п каскада при подаче на вход Первого каскада напряжения, соответствующего точке перехода логарифмического участка АХ в квазилиней Vft ный, т.е. К,- VMY выигрыш в расширении динамического диапазона, . ливр. величина коэффициента передачи нелинейного делителя п-каскада, соответствующая подаче на вход усилителя напряжения V, Так как К, И.Д2 , Величина КН.А f(K. п). Расширение диапазона тем больше, чем больше К и чем больше число каскадов в усилителе. Технико-экономическая эффективность логарифмического усилителя заключается в расширении динамического диапазона. Формула изобретения Логаркфр ческий усилитель, содержащий дифференциальный каскад, инвертирующий вход которого подключен к источнику сигнала и первому выводу нелинейного элемента, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона, второй вывод нелинейного элемента соединен с неинвертирующим входом дифференциального каскада непосредственно и с общей шнной - через резистор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3524074, кл. G. .06, G 7/24, 1967.