直流对数放大器

 Logarithmic Amplifiers

对数放大器的应用场合

        在雷达和一些其他测距的场合，sensor输出的信号的动态范围比较宽，也就是要求sensor输出的弱信号时有比较大的放大倍数，强的信号有较小的放大倍数，以保证sensor输出的信号经过放大器后信号的动态范围不超过ADC的输入要求，但是一般情况下用普通的放大器很难满足这个要求，sensor的弱信号能放大到要求的幅度时，稍强的信号不是放大器饱和就是超过ADC的输入要求。

1、直流对数放大器

1>输入直流信号的对数放大

         直流对数放大电路是根据三极管的Ic和Vbe的关系得到的，有 Ic = Is * [exp( Vbe / VT) -1]，根据这个Ebers-Moll方程可知，Ic增大10倍，Vbe变化60mV。

         电路如下图所示，当输入电压为1v时，输入的电压为1v时，输入的电流为1mA，输出的电压为655mV，当输入电压为0.1v时，输入的电流为100uA，输出的电压为595mV，这时电流变化了10倍，电压变化了60mV。

 2>输入正弦波信号

        直流对数放大器在输入为正弦波的电流信号时，电路如下图所示，图中波形蓝色为10k，偏置电流60uA，Ipp为50uA的正弦波电流信号，正弦波的电流变化为10uA到110uA，电流变化近10倍多，绿色波形为放大器的输出，图中输出电压变化为64mV，说明输入正弦波的电流信号变化10倍，Vbe变化了60mV；输入一定频率的正弦波的电流，经过跨阻输出后输出电压按对数的形式变化。

3>输入方波信号

        从图中可以看出，电流变化10倍时，输出电压也是变化了近60mV，但是输出电压在边沿这里振荡了，应该还是对数放大器的输入信号频率不太高，所以输入信号的边沿缓一点应该就好了，我们把边沿时间改为100us。输出波形如下图所示，可以看到边沿的振荡已经消失了。

4、如何把输出的电压线性