Un amplificador de registro es un amplificador para el cual el voltaje de salida V out es K veces el registro natural del voltaje de entrada V in . Esto se puede expresar como,
donde V ref es la constante de normalización en voltios y K es el factor de escala.
El amplificador de logaritmo da un voltaje de salida que es proporcional al logaritmo del voltaje de entrada aplicado. Para diseñar un circuito amplificador de logaritmo , se utilizan comúnmente amplificadores operacionales de alto rendimiento como LM1458, LM771, LM714 y un amplificador de logaritmo compensado puede incluir más de uno. En algunas situaciones, especialmente en el dominio de RF, también se utilizan amplificadores logarítmicos monolíticos para reducir la cantidad de componentes y el espacio utilizado, así como mejorar el ancho de banda y el rendimiento del ruido.
Aplicaciones de amplificador logarítmico
Los amplificadores logarítmicos se utilizan de muchas formas, como por ejemplo:
- Realizar operaciones matemáticas como multiplicación, división y exponenciación. La multiplicación también se llama a veces mezcla. Esto es similar al funcionamiento de una regla de cálculo y se utiliza en computadoras analógicas , métodos de síntesis de audio y algunos instrumentos de medición (es decir, potencia como multiplicación de corriente y voltaje).
- Calcular el valor en dB de una cantidad determinada.
- Como convertidor True RMS .
- Ampliación del rango dinámico de otros circuitos, como el control automático de ganancia de la potencia de transmisión en circuitos de RF o convertidores de analógico a digital .
Inconvenientes de la configuración básica del amplificador logarítmico
La corriente de saturación inversa del diodo se duplica por cada diez grados Celsius de aumento de temperatura. De manera similar, la corriente de saturación del emisor varía significativamente de un transistor a otro y también con la temperatura. Por lo tanto, es muy difícil establecer el voltaje de referencia para el circuito. [1]
Circuito básico de diodos de amplificador operacional
La relación entre el voltaje de entrada. y el voltaje de salida es dado por:
dónde y son la corriente de saturación y la tensión térmica del diodo respectivamente.
Configuración de transdiodo
Una condición necesaria para el funcionamiento exitoso de un amplificador logarítmico es que el voltaje de entrada, V in , sea siempre positivo. Esto puede garantizarse mediante el uso de un rectificador y un filtro para acondicionar la señal de entrada antes de aplicarla a la entrada del amplificador de registro. Como V in es positivo, V out está obligado a ser negativo (ya que el amplificador operacional está en la configuración inversora) y es lo suficientemente grande como para desviar hacia adelante la unión emisor-base del BJT manteniéndolo en el modo activo de operación. Ahora,
dónde es la corriente de saturación del diodo emisor-base y es el voltaje térmico . Debido a la tierra virtual en la entrada diferencial del amplificador operacional,
- , y
El voltaje de salida se expresa como el registro natural del voltaje de entrada. Tanto la corriente de saturación y la tensión térmica dependen de la temperatura, por lo que pueden ser necesarios circuitos de compensación de temperatura.
Ver también
Referencias
- ^ La conversión de RMS a CC acaba de obtener una tecnología lineal sencilla , nota de diseño 288, 2002
enlaces externos
- Amplificadores logarítmicos de CC integrados de Maxim's AN 36211
- Electrónica analógica con amplificadores operacionales de AJ Peyton, V. Walsh