Penguat Log – Semua Informasi Penting untuk Diketahui
Sinyal dinamis tinggi akan selalu menimbulkan masalah bagi desainer. Mereka diperlukan untuk perangkat echo-ranging seperti radar atau sistem sonar. Tetapi dalam sistem seperti itu, kita membutuhkan penguatan tinggi untuk sinyal amplitudo rendah dan sebaliknya untuk sistem amplitudo tinggi. Juga, masalah lain dengan tanda-tanda adalah bahwa mereka membutuhkan penskalaan. Proses ini sangat penting dalam membatasi kehilangan sinyal input dan kliping di kedua ujung rentang amplitudo. Sebuah penguat log relevan dalam memecahkan masalah ini. Artikel kami akan mengeksplorasi lebih dalam. Mari kita mulai!
Apa itu Penguat Log?
Gambar 1:Amplifier Konvensional
Ini adalah penguat operasional yang beroperasi sebagai konverter logaritmik. Namun demikian, tidak seperti yang lain, tegangan outputnya berbanding lurus dengan log alami dari tegangan input aktual.
Oleh karena itu, dalam penguat logaritmik, mengalikan tegangan input log alami dengan nilai konstan akan menghasilkan output.
Prinsip Kerja Penguat Log
Gambar 2:Kenop dan input amplifier antik
Fungsi logaritma berikut menjelaskan prinsip kerja penguat logaritma:
Dalam persamaan, K mewakili konstanta. Di sisi lain, Vref mewakili konstanta normalisasi.
Selama operasi, penguat logaritma membutuhkan lebih dari satu penguat operasional. Dalam kasus seperti itu, penguat tambahan disebut penguat logaritma terkompensasi.
Selain itu, mereka memerlukan komponen eksternal lainnya seperti op-amp berperforma tinggi seperti LM771, LM714, dan LM1458.
Dioda dalam penguat log berada dalam mode bias maju. Oleh karena itu, persamaan dioda penguat adalah
Ini mewakili arus saturasi, VD mewakili penurunan tegangan dioda, dan VT adalah tegangan termal. Dimungkinkan juga untuk menulis ulang arus dioda dalam keadaan bias tinggi.
Dalam hal ini,
Juga, perhatikan bahwa tegangan pada terminal pembalik berada pada keadaan dasar virtual. Oleh karena itu, tegangan keluaran sama dengan -VD.
Selain itu, perhatikan bahwa i1 sama dengan iD.
Oleh karena itu,
Persamaan akhir dari tegangan keluaran (sinyal keluaran) dari penguat log adalah
Topologi Penguat Log
Terutama, ada dua jenis ampli log. Pertama, ada penguat log multistage dan penguat log DC.
Amp log multitahap
Gambar 3:Layar Radar
Kerjanya bergantung pada pembatasan sekuensial dalam satu set amplifier dalam koneksi seri. Anda akan menemukan topologi semacam ini dalam sinyal frekuensi tinggi, dan oleh karena itu topologi ini digunakan bersama dalam berbagai aplikasi seperti sistem komunikasi dan perangkat radar.
Saat Anda menghubungkan ampli log multistage, seperti yang ditunjukkan di bawah ini, Anda akan mendapatkan respons amplitudo logaritmik. Yang juga perlu diperhatikan adalah bahwa rangkaian amplifier memiliki karakteristik pembatas kelebihan beban.
Gambar 4:Koneksi ampli log multitahap.
Meskipun topologi ini membantu menghasilkan respons logaritmik, topologi ini tidak kebal terhadap penundaan propagasi, dan masalahnya ada di setiap tahap penguat.
Penyebabnya adalah komponen sinyal dari tahap awal akan sampai ke rangkaian penjumlahan terlebih dahulu. Idealnya, sinyal dari lokasi lain harus datang lebih dulu. Hasilnya adalah distorsi bentuk gelombang keluaran.
Mengubah sirkuit log utama dari rantai amplifier akan menyelesaikan masalah ini. Alih-alih amplifier satu tahap, Anda dapat menggantinya dengan pasangan amplifier. Dalam konfigurasi penguat baru, masalah sebelumnya tidak ada lagi.
Penguat log DC
Gambar 5:Transistor komponen elektronik isometrik
Ini adalah topologi log amp alternatif dari jenis di atas. Ada dioda di jalur umpan balik op-amp di string penguat ini. Anda akan menemukan transistor yang terhubung dioda sebagai pengganti dioda di beberapa.
Keluaran op-amp pada sambungan basis-emitor transistor akan sebanding dengan arus penguat log pada tingkat masukan. Juga, tegangan keluaran dalam konfigurasi ini sama dengan log dari rasio- arus masukan berikut:arus saturasi emitor.
Seperti sirkuit lainnya, ini juga memiliki keterbatasan karena memiliki output yang bergantung pada suhu. Anda dapat memecahkan masalah ketergantungan suhu dengan menghubungkan dua amplifier sebagai pasangan diferensial. Selain itu, sirkuit pemantauan suhu tambahan akan secara signifikan menjamin respons maksimal.
Sirkuit Penguat Log
Penguat log Opamp-diode
Op-amp, dalam hal ini, menampilkan dioda di jalur umpan balik dalam konfigurasi pembalik loop tertutup. Perhatikan bahwa tegangan melintasi dioda akan sebanding dengan log arus yang melewatinya.
Di sisi lain, ketika op-amp dalam mode non-pembalik, tegangan output sebanding dengan -log arus input. Juga, perhatikan bahwa tegangan input sebanding dengan arus input, dan dengan demikian, tegangan output sebanding dengan log negatif dari tegangan input.
Penguat log transistor Opamp
Berikut adalah diagram rangkaian untuk jenis amplifier ini.
Untuk jenis penguat ini, ada transistor sambungan bipolar pada jalur umpan balik op-amp dalam mode pembalik. Catatan, di sirkuit elektronik seperti itu, Anda harus menghubungkan kolektor transistor ke input pembalik.
Juga, hubungkan emitor ke output dan akhirnya ground basis.
Agar op-amp ini dapat beroperasi, Anda harus memastikan bahwa tegangan inputnya positif.
Aplikasi penguat logaritmik
Konverter logaritmik berguna dalam hal berikut:
Gambar 8:Prosesor efek audio di rak.
- Berguna dalam operasi matematika yang melibatkan perkalian.
- Selain operasi perkalian, ini berguna dalam fungsi dan pembagian eksponensial.
- Mereka berguna di komputer analog untuk mensintesis efek audio.
- Berguna dalam konverter analog-ke-digital.
- Juga penting dalam alat ukur yang membutuhkan operasi perkalian.
- Penguat log sangat penting dalam menghitung desibel (dB).
- Penguat logaritmik monolitik sangat penting dalam operasi domain frekuensi radio.
- Berguna dalam pengonversi seperti pengonversi analog-ke-digital dan pengonversi akar rata-rata kuadrat.
- Penting dalam aplikasi pembanding.
- Terakhir, mereka berguna dalam penguatan sinyal AC dan DC.
Kesimpulan
Dalam desain sirkuit sebagian besar komponen elektronik, penguat log sangat membantu. Kami telah menyoroti semua yang perlu diketahui tentang elemen tersebut. Juga, jika perlu, kami telah menyertakan diagram blok fungsional. Mereka sangat penting dalam memandu Anda untuk memahami koneksi yang melibatkan amplifier.
Dengan demikian, wawasan di atas harus menjadi yang terpenting dalam memungkinkan Anda mencapai pengoperasian komponen yang maksimal. Jika Anda memiliki pertanyaan lebih lanjut tentang cara kerja dan proses kalibrasi, hubungi kami, dan kami akan segera menanggapi pertanyaan Anda.
