7 faits sur l'amplificateur Log & Antilog : quoi, fonctionnement, circuit, utilisation

Les configurations de circuit d'amplificateur opérationnel qui peuvent effectuer des opérations mathématiques telles que log et antilog (exponentiel), y compris une amplification du signal d'entrée fourni au circuit, sont appelées respectivement amplificateur logarithmique et amplificateur antilogarithmique. Dans cette section, nous allons en apprendre davantage sur l'amplificateur logarithmique et l'Antilog.

Contenu:

• Introduction
• Amplificateur logarithmique (log)
• Configuration de l'amplificateur de journal
• Configuration de l'amplificateur Log basé sur une diode
• Amplificateur logarithmique à transistor paramétrage
• Sortie et principe de fonctionnement de l'amplificateur journal
• Applications de l'amplificateur log
• Qu'est-ce que Antilog?
• Amplificateur antilog
• Configuration de l'amplificateur de journal
• Configuration d'amplificateur antilog à base de diodes
• Configuration d'amplificateur antilog à base de transistor
• Sortie et principe de fonctionnement de l'amplificateur journal
• Applications de l'amplificateur antilog

Amplificateur logarithmique (journal)

Un amplificateur opérationnel dans lequel la tension de sortie de l'amplificateur (V₀) est directement proportionnel au logarithme naturel de la tension d'entrée (V_i) est connu comme un amplificateur logarithmique. Fondamentalement, le logarithme naturel de la tension d'entrée est multiplié par une valeur constante et produit en sortie.

Circuit d'amplificateur de journal

Amplificateur de journal utilisant un transistor

Amplificateur de journal utilisant une diode

Sortie et principe de fonctionnement de l'amplificateur journal

Cela peut être exprimé comme suit:

Où K est le terme constant, et V_ref fait référence à une constante de normalisation, que nous apprenons à connaître dans cette section.

En règle générale, les amplificateurs logarithmiques peuvent nécessiter plus d'un amplificateur opérationnel, auquel cas ils sont connus sous le nom d'amplificateurs logarithmes compensés. Ils nécessitent même des amplificateurs opérationnels hautes performances pour leur bon fonctionnement, tels que le LM1458, le LM771 et le LM714, faisant partie des amplificateurs logarithmiques largement utilisés.

La diode est connectée en polarisation directe. Ainsi, le courant de la diode peut être représenté par:

Où je_s est le courant de saturation, V_D est chute de tension pour la diode. Le V_T est la tension thermique. Le courant de diode peut être réécrit avec une condition de polarisation élevée,

Le i₁ exprimé par,

Puisque la tension à la borne d'inversion de l'ampli-op est à la masse virtuelle, par conséquent, la tension de sortie est donnée par V₀ = -V_D

Notant que je₁ = je_D, nous pouvons écrire

Mais, comme indiqué précédemment, V_D = -V₀ et donc,

En prenant le logarithme naturel des deux côtés de cette équation, nous avons trouvé

Ou,  

L'équation de la tension de sortie (V₀) de l'amplificateur logarithmique contient un signe négatif, ce qui indique qu'il y a une différence de phase de 180 ^o. Ou, 

Un plus avancé utilise bipolaire transistors supprimer je_s dans le terme logarithmique. Dans ce type de configuration d'amplificateur logarithmique, la tension de sortie est donnée comme suit:

Applications de l'amplificateur logarithmique

L'amplificateur de journal est utilisé pour les applications mathématiques et également dans différents appareils selon leurs besoins. Certaines des applications de l'amplificateur log sont les suivantes:

• Les amplificateurs log sont utilisés pour des applications mathématiques, principalement en multiplication. Il est également utilisé dans la division et d'autres opérations exponentielles. Comme il peut effectuer une opération de multiplication, il est donc utilisé dans les ordinateurs analogiques, pour synthétiser des effets audio, des instruments de mesure qui nécessitent une opération de multiplication comme dans le calcul de la puissance (multiplication du courant et de la tension).
• Comme nous savons que lorsque nous devons calculer l'équivalent en décibels d'une quantité donnée, nous avons besoin d'utiliser un opérateur logarithmique, et par conséquent, des amplificateurs log sont utilisés pour calculer la valeur en décibels (dB) d'une quantité.
• Les amplificateurs logarithmiques monolithiques sont utilisés dans certaines situations, comme dans le domaine des radiofréquences, pour un espacement efficace (réduction des composants et de l'espace dont ils ont besoin), ainsi que pour améliorer la bande passante et le rejet du bruit.
• Il est également utilisé dans différentes gammes d'applications telles que le convertisseur quadratique moyen, un convertisseur analogique-numérique, etc.

Qu'est-ce que Antilog?

Amplificateur antilog

Un ampli-op dans lequel la tension de sortie de l'amplificateur (V₀) est directement proportionnel à l'anti-log de la tension d'entrée (V_i) est connu comme un amplificateur anti-logarithmique ou un amplificateur anti-log. Ici, nous allons discuter en détail de la configuration de l'amplificateur opérationnel qui forme l'amplificateur anti-logarithmique.

Circuit d'amplificateur antilog

Amplificateur antilog utilisant un transistor

Amplificateur antilog utilisant une diode

Dans l'amplificateur antilog, le signal d'entrée se trouve à la broche inverseuse de l'amplificateur opérationnel, qui passe à travers une diode.

Sortie et principe de fonctionnement de l'amplificateur Antilog

Comme observé dans le circuit illustré ci-dessus, la rétroaction négative est obtenue en connectant la sortie à la borne d'entrée inverseuse. Selon le concept de la masse virtuelle entre les bornes d'entrée d'un amplificateur, la tension V₁ au terminal inverseur sera égal à zéro. En raison de l'impédance d'entrée idéalement infinie, le courant circulant à travers la diode en raison de la tension d'entrée appliquée dans la borne inverseuse n'entrera pas dans l'amplificateur opérationnel; au lieu de cela, il s'écoulera le long du chemin de rétroaction à travers la résistance R comme indiqué sur la figure.

Le complément ou la fonction inverse de l'amplificateur logarithmique est «exponentiel», anti-logarithmique ou simplement appelé «antilog». Considérez le circuit donné dans la figure. Le courant de la diode est

Où, V_D est la tension de la diode. Selon le concept de terrain virtuel, V₁= 0 car la borne non inverseuse est mise à la terre comme indiqué sur la figure. Par conséquent, la tension aux bornes de la diode peut être exprimée en V_D = V_i - V₁ ou V_D = V_i Par conséquent, le courant à travers la diode est

En raison des caractéristiques idéales d'un ampli-op (impédance d'entrée infinie), le courant traversant la diode (i_D) s'écoule le long du chemin de rétroaction à travers la résistance R, comme nous pouvons l'observer sur la figure.

Donc, je_D = je₂

Et, V₀ = -i₂R = -je_DR

Remplacement de i_D dans l'équation ci-dessus, nous obtenons 

Les paramètres n, V_T et moi_S sont des constantes (elles dépendent uniquement des caractéristiques de la diode qui sont toujours constantes pour une diode particulière). Par conséquent, si la valeur de la résistance de rétroaction R est fixe, alors la tension de sortie V₀ est directement proportionnel à l'anti-logarithme naturel (exponentiel) de la tension d'entrée V appliquée_i. L'équation ci-dessus peut alors être simplement représentée comme

Où K = - I_SR et a =

Par conséquent, nous pouvons remarquer que l'ampli op anti-logarithmique produit son signal de sortie comme la valeur exponentielle du signal de tension d'entrée appliqué.

Le gain de l'amplificateur anti-log est donné par la valeur de K égale à -I_SR.

Le signe –ve indique qu'il existe une différence de phase de 180 degrés entre l'entrée appliquée s et la sortie de l'amplificateur anti-log.

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