Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Manufacturing Technology >> Teknologi Industri

Penguat Log: Fitur Utama dan Aplikasi untuk Pemrosesan Sinyal

Sinyal dengan rentang dinamis tinggi akan selalu menjadi tantangan bagi desainer. Sinyal ini diperlukan untuk perangkat pemantauan jarak seperti radar atau sistem sonar. Namun dalam sistem tersebut, kita memerlukan gain tinggi untuk sinyal amplitudo rendah dan sebaliknya untuk sistem amplitudo tinggi. Selain itu, masalah lain pada sinyal adalah memerlukan skala. Proses ini krusial untuk membatasi kehilangan sinyal input dan clipping di kedua ujung rentang amplitudo. Penguat log sangat relevan dalam menyelesaikan masalah ini. Artikel kita akan mengeksplorasi lebih dalam. Mari kita mulai!

Apa Itu Penguat Log?

Penguat Log: Fitur Utama dan Aplikasi untuk Pemrosesan Sinyal

Gambar 1: Penguat Konvensional

Ia adalah penguat operasional yang berfungsi sebagai konverter logaritmik. Meskipun demikian, tidak seperti yang lain, tegangan outputnya secara langsung proporsional terhadap logaritma natural dari tegangan input sebenarnya.

Oleh karena itu, dalam penguat logaritmikal, mengalikan logaritma natural tegangan input dengan nilai konstan memberikan output.

Prinsip Kerja Penguat Log

Penguat Log: Fitur Utama dan Aplikasi untuk Pemrosesan Sinyal

Gambar 2: Knob dan input penguat vintage

Fungsi logaritmik berikut menggambarkan prinsip kerja penguat logaritma:

Penguat Log: Fitur Utama dan Aplikasi untuk Pemrosesan Sinyal

Dalam persamaan, K mewakili konstanta. Di sisi lain, Vref mewakili konstanta normalisasi.

Selama operasi, penguat logaritma membutuhkan lebih dari satu penguat operasional. Dalam hal tersebut, penguat tambahan disebut penguat logaritma terkompensasi.

Selain itu, mereka memerlukan komponen eksternal lainnya seperti op-amp berkinerja tinggi seperti LM771, LM714, dan LM1458.

Dioda dalam penguat log berada dalam mode biasing maju. Oleh karena itu, persamaan dioda penguat adalah

Penguat Log: Fitur Utama dan Aplikasi untuk Pemrosesan Sinyal

Ia mewakili arus saturasi, VD mewakili penurunan tegangan dioda, dan VT adalah tegangan termal. Juga mungkin untuk menulis ulang arus dioda dalam keadaan biasing tinggi.

Penguat Log: Fitur Utama dan Aplikasi untuk Pemrosesan Sinyal

Dalam hal ini,

Penguat Log: Fitur Utama dan Aplikasi untuk Pemrosesan Sinyal

Juga, perhatikan bahwa tegangan pada terminal inverting berada dalam keadaan ground virtual. Oleh karena itu, tegangan output sama dengan -VD.

Selain itu, perhatikan bahwa i1 sama dengan iD.

Oleh karena itu,

Penguat Log: Fitur Utama dan Aplikasi untuk Pemrosesan Sinyal

Persamaan akhir dari tegangan output (sinyal output) penguat log adalah

Penguat Log: Fitur Utama dan Aplikasi untuk Pemrosesan Sinyal

Topologi Penguat Log

Secara utama, terdapat dua jenis penguat log. Pertama, ada penguat log multistage dan penguat log DC.

Penguat log multistage

Penguat Log: Fitur Utama dan Aplikasi untuk Pemrosesan Sinyal

Gambar 3: Layar Radar

Kerjanya bergantung pada pembatasan berurutan dalam sekelompok pengawat dalam hubungan seri. Anda akan menemukan topologi ini pada sinyal frekuensi tinggi, dan oleh karena itu topologi ini dibagikan dalam berbagai aplikasi seperti sistem komunikasi dan perangkat radar.

Saat Anda menghubungkan penguat log multistage, seperti yang ditunjukkan di bawah, Anda akan mendapatkan respons amplitudo logaritmik. Hal yang juga patut dicatat adalah bahwa serangkaian penguat memiliki karakteristik pembatas beban berlebihan.

Penguat Log: Fitur Utama dan Aplikasi untuk Pemrosesan Sinyal

Gambar 4: Koneksi penguat log multistage.

Meskipun topologi ini membantu menghasilkan respons logaritmik, ia tidak imun terhadap penundaan propagasi, dan masalahnya ada di setiap tahap penguat.

Penyebabnya adalah bahwa komponen sinyal dari tahap awal akan mencapai rangkaian penjumlahan terlebih dahulu. Secara ideal, sinyal dari lokasi lain seharusnya tiba terlebih dahulu. Hasilnya adalah distorsi bentuk gelombang output.

Mengubah rangkaian log primer dari rantai penguat akan menyelesaikan masalah ini. Alih-alih penguat satu tahap, Anda dapat menggantinya dengan pasangan penguat. Dalam konfigurasi penguat baru, masalah sebelumnya tidak lagi hadir.

Penguat log DC

Penguat Log: Fitur Utama dan Aplikasi untuk Pemrosesan Sinyal

Gambar 5: Komponen Elektronik Isometrik Transistor

Ia adalah topologi penguat log alternatif dari tipe di atas. Dalam rantai penguat ini, ada dioda dalam jalur feedback op-amp. Anda akan menemukan transistor yang terhubung sebagai dioda alih-alih dioda dalam beberapa.

Tegangan output op-amp pada simpang basis-emitor transistor akan proporsional terhadap arus penguat log pada tingkat input. Juga, tegangan output dalam konfigurasi ini sama dengan logaritma dari rasio berikut: arus input: arus saturasi emitor.

Seperti rangkaian lain, ini juga memiliki keterbatasan karena memiliki output yang bergantung pada suhu. Anda dapat menyelesaikan masalah ketergantungan suhu dengan menghubungkan dua penguat sebagai pasangan diferensial. Juga, rangkaian pemantauan suhu tambahan akan secara signifikan menjamin respons maksimal.

Rangkaian Penguat Log

Penguat log Opamp-dioda

Penguat Log: Fitur Utama dan Aplikasi untuk Pemrosesan Sinyal

Op-amp dalam hal ini memiliki dioda dalam jalur feedback dalam konfigurasi inverting closed-loop. Perhatikan bahwa tegangan di seluruh dioda akan proporsional terhadap log dari arus yang melewatinya.

Di sisi lain, saat op-amp berada dalam mode noninverting, tegangan output proporsional terhadap -log dari arus input. Juga, perhatikan bahwa tegangan input proporsional terhadap arus input, dan oleh karena itu, tegangan output proporsional terhadap log negatif dari tegangan input.

Penguat log Opamp-transistor

Berikut adalah diagram rangkaian untuk jenis penguat ini.

Penguat Log: Fitur Utama dan Aplikasi untuk Pemrosesan Sinyal

Untuk jenis penguat ini, ada transistor junti bipolar dalam jalur feedback op-amp dalam mode inverting. Perhatikan, dalam rangkaian elektronik seperti ini, Anda perlu menghubungkan kolektor transistor ke input inverting.

Juga, hubungkan emitor ke output dan akhirnya ground basis.

Agar op-amp ini beroperasi, Anda harus memastikan bahwa tegangan input positif.

Aplikasi penguat logaritma

Konverter logaritma berguna untuk hal-hal berikut:

Penguat Log: Fitur Utama dan Aplikasi untuk Pemrosesan Sinyal

Gambar 8: Prosesor efek audio dalam rack.

Kesimpulan

Dalam desain rangkaian sebagian besar komponen elektronik, penguat log berguna. Kami telah menyoroti semua yang perlu diketahui tentang elemen ini. Juga, di tempat yang diperlukan, kami telah menyertakan diagram blok fungsional. Mereka sangat penting dalam memandu Anda untuk memahami koneksi yang melibatkan penguat.

Oleh karena itu, wawasan di atas seharusnya sangat penting untuk memungkinkan Anda mencapai operasional komponen maksimal. Jika Anda memiliki pertanyaan lebih lanjut tentang cara kerjanya dan proses kalibrasi, hubungi kami, dan kami akan segera merespons pertanyaan Anda.


Teknologi Industri

  1. Melindungi Privasi Anda dalam Cloud Computing: Praktik Terbaik & Wawasan
  2. Menguasai Machine Learning di AWS: Panduan Lengkap
  3. Pencetakan 3D Polylactic Acid (PLA): Panduan Komprehensif untuk Profesional
  4. Pencetakan 3D Nylon: Panduan Ahli untuk Bahan, Teknologi, dan Aplikasi
  5. Cara Produsen Memanfaatkan Chatbot untuk Generasi Lead dan Keterlibatan Pelanggan
  6. Otomatisasi Gudang: Panduan Komprehensif untuk Meningkatkan Efisiensi
  7. Overvoltage & Undervoltage Dijelaskan: Lindungi Peralatan Anda
  8. Pemeliharaan Mencegah Dibongkar: Panduan Lengkap untuk Organisasi Modern
  9. UL, ISO & ITAR Dijelaskan: Standar Sertifikasi PCB Utama untuk Jaminan Kualitas
  10. Penyangkat Panas Dijelaskan: Jawaban Komprehensif atas Pertanyaan Utama Anda