rev. c
AD641
–8–
fundamentals 的 logarithmic 转换
这 转换 的 一个 信号 至 它的 相等的 logarithmic 值
involves 一个
非线性的
运作, 这 结果 的 这个 能 是
非常 confusing 如果 不 全部地 理解. 它 是 重要的 至 realize
从 这 outset 那 许多 的 这 familiar concepts 的 直线的
电路 是 的 little relevance 在 这个 context. 为 例子, 这
incremental 增益 的 一个 完美的 logarithmic 转换器 approaches
infinity
作 这 输入 approaches 零. 更远, 一个 补偿 在 这
输出 的 一个 直线的 放大器 是 simply 相等的 至 一个 补偿 在
这 输入, 当 在 一个 logarithmic 转换器 它 是 相等的 至 一个
改变 的
振幅
在 这 input—a 非常 不同的 relationship.
我们 假设 一个 直流 信号 在 这 下列的 discussion 至 使简化 这
concepts; 交流 行为 和 这 效应 的 输入 波形 在 cali-
bration 是 discussed 后来的. 一个 logarithmic 转换器 having 一个
电压 输入 v
在
和 输出 v
输出
必须 satisfy 一个 转移 func-
tion 的 这 表格
V
输出
= v
Y
log (v
在
/v
X
)
等式 (1)
在哪里 v
Y
和 v
X
是 fixed 电压 这个 决定 这
范围调整
的 这 转换器. 这 输入 是
分隔
用 一个 电压 因为 这
argument 的 一个 logarithm 有 至 是 一个 简单的 比率. 这 logarithm
必须 是
multiplied
用 一个 电压 至 开发 一个 电压 输出.
这些 行动 是 不, 的 航线, carried 输出 用 explicit com-
putational elements, 但是 是 固有的 在 这 行为 的 这
转换器. 为 稳固的 运作, v
X
和 v
Y
必须 是 为基础 在
声音 设计 criteria 和 rendered 稳固的 在 宽 温度
和 供应 电压 extremes. 这个 aspect 的 rf logarithmic
放大器 设计 有 traditionally received little 注意.
当 v
在
= v
X
, 这 logarithm 是 零. v
X
是, 因此, called
这
intercept 电压,
因为 一个 图表 的 v
输出
相比 log
(v
在
)—ideally 一个 笔直地 line—crosses 这 horizontal axis 在 这个
要点 (看 图示 20). 为 这 ad641, v
X
是 校准 至 ex-
actly 1 mv. 这 斜度 的 这 线条 是 直接地 均衡的 至 v
Y
.
根基 10 logarithms 是 使用 在 这个 context 至 使简化 这 rela-
tionship 至 decibel 值. 为 v
在
= 10 V
X
, 这 logarithm 有 一个
值 的 1, 所以 这 输出 电压 是 v
y.
在 v
在
= 100 V
X
, 这
输出 是 2 V
Y
, 和 所以 在. v
Y
能 因此 是 viewed 也 作
这
斜度 电压
或者 作 这
伏特 每 decade 因素.
这 ad641 遵从 至 等式 (1) 除了 那 它的 二 输出-
puts 是 在 这 表格 的 电流, 相当 比 电压:
I
输出
= i
Y
log (v
在
/v
X
)
等式 (2)
真实的
0
输入 在
log 规模
Y
Y
2V
Y
完美的
V
Y
log (v
在
/v
X
)
V
在
= v
X
V
在
= 100v
X
V
在
= 10v
X
真实的
斜度 = v
Y
完美的
+
–
图示 20. 基本 直流 转移 函数 的 这 ad641
I
Y
, 这
斜度
电流, 是 1 毫安. 这 电流 输出 能 readily
是 转变 至 一个 电压 和 一个 斜度 的 1 v/decade, 为 ex-
ample, 使用 一个 的 这 1 k
Ω
电阻器 提供 为 这个 目的,
在 conjunction 和 一个 运算 放大, 作 显示 在 图示 21.
9
12
8
13
7
14
6
15
10
11
LOG
输出
LOG
COM
SIG
+OUT
+V
S
–V
S
ITC
BL2
SIG
–OUT
AD641
C1
330pF
1ma 每 decade
AD846
R1
48.7
R2
输出 电压
1v 每 decade
为 r2 = 1k
100mv 每 db
为 r2 = 2k
图示 21. 使用 一个 外部 运算 放大 至 转变 这
ad641 输出 电流 至 一个 缓冲 电压 输出
intercept stabilization
内部, 这 intercept 电压 是 一个 fraction 的 这 热的 volt-
age kt/q, 那 是, v
X
= v
XO
t/t
O
, 在哪里 v
XO
是 这 值 的 v
X
在 一个 涉及 温度 t
O
. 所以 这 uncorrected 转移
函数 有 这 表格:
I
输出
= i
Y
log (v
在
T
O
/v
XO
t)
等式 (3)
now, 如果 这 振幅 的 这 信号 输入 v
在
可以 somehow 是
rendered ptat, 这 intercept 将 是 稳固的 和 tempera-
ture, 自从 这 温度 dependence 在 两个都 这 numerator
和 denominator 的 这 logarithmic argument 将 cancel.
这个 是 what 是
的确
达到 用 interposing 这 在-碎片
attenuator, 这个 有 这 需要 温度 dependence 至
导致 这 输入 至 这 第一 平台 至 相异 在 份额 至 abso-
lute 温度.
这 终止 限制 的 这 动态 范围 是 now
totally 独立 的 温度.
consequently, 这个 是 这 前-
ferred 方法 的 intercept stabilization 为 产品 在哪里
这 输入 信号 是 sufficiently 大.
当 这 attenuator 是
不
使用, 这 ptat 变化 在 v
X
将
结果 在 这 intercept 正在 温度 依赖. near 300k
(+27
°
c) 它 将 相异 用 20 log (301/300) db/
°
c, 关于 0.03 db/
°
c. 除非 corrected, 这 全部的 输出 函数 将 逐渐变化 向上
或者 向下 用 这个 数量 和 改变 在 温度. 在 这
ad641 一个 温度 compensating 电流 i
Y
log(t/t
O
) 是
增加 至 这 输出. 这个 effectively 维持 一个 常量 inter-
cept v
XO
. 这个 纠正 是 起作用的 在 这 default 状态 (管脚 8
打开 短路). 当 使用 这 attenuator, 管脚 8 应当 是
grounded, 这个 使不能运转 这 补偿 电流. 这 逐渐变化
期 needs 至 是 补偿 仅有的 once; 当 这 输出 的
二 ad641s 是 summed, 管脚 8 应当 是 grounded 在 在 least
一个 的 这 二 设备 (两个都 如果 这 attenuator 是 使用).
转换 范围
实际的 logarithmic 转换器 有 一个 upper 和 更小的 限制
在 这 输入, 在之外 这个 errors 增加 迅速. 这 upper
限制 occurs 当 这
第一
平台 在 这 chain 是 驱动 在 限制-
ing. 在之上 这个, 非 更远 增加 在 这 输出 能 出现 和
这 转移 函数 flattens 止. 这 更小的 限制 arises 因为
一个 finite 号码 的 stages 提供 finite 增益, 和 因此 在
低 信号 水平 这 系统 变为 一个 简单的 直线的 放大器.
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