DE60217424T2 - PWL logarithmischer Verstärker - Google Patents

PWL logarithmischer Verstärker Download PDF

Info

Publication number
DE60217424T2
DE60217424T2 DE60217424T DE60217424T DE60217424T2 DE 60217424 T2 DE60217424 T2 DE 60217424T2 DE 60217424 T DE60217424 T DE 60217424T DE 60217424 T DE60217424 T DE 60217424T DE 60217424 T2 DE60217424 T2 DE 60217424T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transistor
level
linear
signal
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE60217424T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60217424D1 (de
Inventor
Imai Ota-shi Katsumi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE60217424D1 publication Critical patent/DE60217424D1/de
Publication of DE60217424T2 publication Critical patent/DE60217424T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06GANALOGUE COMPUTERS
    • G06G7/00Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
    • G06G7/12Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers
    • G06G7/24Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for evaluating logarithmic or exponential functions, e.g. hyperbolic functions
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00Gain control in amplifiers or frequency changers
    • H03G3/001Digital control of analog signals
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/18Automatic control for modifying the range of signals the converter can handle, e.g. gain ranging
    • H03M1/186Automatic control for modifying the range of signals the converter can handle, e.g. gain ranging in feedforward mode, i.e. by determining the range to be selected directly from the input signal
    • H03M1/187Automatic control for modifying the range of signals the converter can handle, e.g. gain ranging in feedforward mode, i.e. by determining the range to be selected directly from the input signal using an auxiliary analogue/digital converter

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen 1ogarithmischen Verstärker. Der logarithmische Verstärker ist eine Schaltung, die ein auf einen Logarithmus komprimiertes Eingangssignal ausgibt und bei verschiedenen analogen elektronischen Schaltungen verwendet wird. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen logarithmischen Verstärker, der die Temperaturabhängigkeit beseitigt.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Ein konventioneller logarithmischer Verstärker, der den Umstand verwendet, dass eine Vorwärtsrichtungsspannung Vf und ein Vorwärtsrichtungsstrom If einer Diode in logarithmischer Relation stehen, ist bekannt. Ein Schaltbild des konventionellen logarithmischen Verstärkers ist in 9 dargestellt. In 9 wird eine Eingangsspannung Vi durch einen Widerstand R einem Inversions-Eingangsanschluss „–" eines Operationsverstärkers 100 zugeführt und ein Nicht-Inversionsanschluss „+" ist an der Masse angeschlossen. Eine Diode 101 ist in einen negativen Rückführungskreis des Operationsverstärkers eingelegt. Die Vorwärtsrichtungsspannung Vf und der Vorwärtsrichtungsstrom If der Diode 101 stehen in folgender logarithmischer Relation. Vf = K × log (Tf/Is) (1)
  • Hierbei ist die Konstante K eine durch die Boltzmann'sche Konstante k bestimmte Konstante, T die absolute Temperatur, Q die elektrische Elektronenaufladung, u.s.w. „Is" ist ein Sättigungsstrom, wenn die Rückwärtsrichtungsspannung an die Diode 101 angelegt wird.
  • Da der Inversions-Eingangsanschluss „–" eines Operationsverstärkers 100 die imaginäre Erde ist, beinhaltet der folgende Ausdruck, dass es einem Strom Ii gestattet ist, durch den Widerstand R zu fließen. Ii = Vi/R = If (2) Vo = –Vf (3)
  • Der folgende Ausdruck ist aus den obigen Formeln (1) bis (3) hergeleitet. Das heißt, dass eine Ausgangsspannung Vo durch logarithmische Konvertierung der Eingangsspannung Vi erhalten wird. Vo = –K × log (If/Is) = –K × log (Vi/Is × R) (4)
  • Gemäß dem logarithmischen Verstärker mit dem oben genannten Aufbau wird, wie in 10 gezeigt, eine lineare Eigenschaft mit der Eingangsspannung Vi in logarithmischem Maßstab als horizontale Achse und der Ausgangsspannung Vo als vertikale Achse erreicht.
  • Da die Konstante K jedoch in der Formel (4) eine erhebliche Temperaturabhängigkeit aufweist, besteht ein Problem darin, dass die Sensitivität der Ausgangsspannung Vo durch die Temperatur, wie in 10 gezeigt, in hohem Maße abdriftet.
  • US 5,008,631 offenbart eine Impuls-Analyseneinheit mit Verstärkungskomprimierung, wobei der effektive dynamische Bereich der Impuls-Maßeinheit und der Impuls-Displayvorrichtungen dadurch erweitert wird, dass eine dynamische Verstärkungsumschaltung vorgesehen wird, wobei eine zugehörige Verstärkung oder ein Dämpfungskoeffizient, der einen aus einer Mehrzahl von zwei oder mehr Werten annimmt, von der momentanen Größe des empfangenen Signals oder von der Auswahl einer externen Steuerungs-/Regelungseinheit abhängt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist somit Aufgabe der Erfindung, einen logarithmischen Verstärker bereitzustellen, der die Temperaturabhängigkeit so weit als möglich beseitigt und einen stabilen Betrieb realisiert.
  • Diese Aufgabe wird durch einen stückweisen linearen logarithmischen Verstärker gemäß Anspruch 1 (nachfolgend auch logarithmischer Verstärker bezeichnet) gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
  • Da der lineare Verstärker eine geringe Temperaturabhängigkeit hat, indem so umgeschaltet wird, dass jeder der linearen Verstärker aus einer Mehrzahl von linearen Verstärkern entsprechend einem Pegel eines Eingangssignals arbeitet, werden annähernd logarithmische Verarbeitungseigenschaften des logarithmischen Verstärkers erreicht und die Beseitigung der Temperaturabhängigkeit des logarithmischen Verstärkers kann so weit als möglich erzielt werden. Durch Erhöhung der Anzahl der linearen Verstärker und der Pegel der vom Komparator erfassten Eingangssignale ist es möglich, die logarithmischen Eigenschaften zu verbessern.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • 1 ist eine Skizze eines Schaltungs-Blockdiagramms, das einen logarithmischen Verstärker gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • 2A bis 2C sind Ansichten, die eine Signalwellenform der Eingangsstufe des logarithmischen Verstärkers gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigen.
  • 3A und 3B sind Ansichten, die die Eingangs-/Ausgangseigenschaften des logarithmischen Verstärkers gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigen
  • 4 ist ein Schaltplan eines Zweiwege-Gleichrichters gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
  • 5 ist ein Schaltplan eines Komparators gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
  • 6 ist ein Schaltplanaufbau des linearen Verstärkers gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
  • 7 ist ein Schaltplanaufbau des linearen Verstärkers gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
  • 8 ist ein Schaltplanaufbau des linearen Verstärkers gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
  • 9 ist ein Schaltplan, der den konventionellen logarithmischen Verstärker zeigt.
  • 10 ist eine Ansicht, die die linearen Eigenschaften des konventionellen logarithmischen Verstärkers zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine Ausführungsform der Erfindung wird mit Bezug auf 1 bis 8 beschrieben. 1 ist eine Skizze eines Schaltplans, um einen logarithmischen Verstärker gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zu beschreiben. Obwohl der logarithmische Verstärker bei vielen analogen Schaltungen eingesetzt wird, wird der z. B. verwendet, um ein Steuerungs-/Regelungssignal zu herzustellen, um eine automatische Zuordnung beim Abspielen eines Audiosignals durchzuführen, das auf einem Videoband und dergleichen aufgezeichnet wurde. Bei dieser Ausführungsform dient eine Schaltung eines Steuerungs-/Regelungssignals durch ein logarithmisch konvertiertes Gleichstromsignal eines im Gleichstrom erfassten reproduzierten FM-Trägerfrequenzsignals (Frequenz f0 = 1,3 MHz) als ein Beispiel.
  • Mit Bezug auf 1 wird das reproduzierte FM-Trägerfrequenzsignal (Wechselstromsignal), das an einen Eingangsanschluss IN angelegt ist, einem Vollwellengleichrichter 10 zugeführt, um die Vollwellengleichrichtung durchzuführen. Der Ausgang des Vollwellengleichrichters 10 wird zu einem Gleichstrom-Detektor 20 geleitet, um die Gleichstrom-Detektion auszuführen. Der Gleichstrom-Detektor 20 setzt sich aus einem Zwischenspeicher 21 und einem Glättungswiderstand 22 zusammen.
  • Die 2A bis 2C sind Ansichten, die eine Signalwellenform der Eingangsstufe des logarithmischen Verstärkers zeigen, ein regeneratives FM-Trägerfrequenzsignal ist in 2A dargestellt, ein Ausgangssignal des Vollwellengleichrichters 10 ist in 2B dargestellt und ein Ausgangssignal des Gleichstromdetektors 20 ist in 2C dargestellt.
  • Das reproduzierte FM-Trägerfrequenzsignal Vi, das vom Wechselstrom-Detektor 20 zu einem Wechselstrom-Spannungssignal konvertiert wurde, wird zudem über einen Zwischenspeicher 23 jedem Eingangsanschluss von linearen Verstärkern A1, A2 und A3 eines Komparators 30 und einer linearen Verstärkergruppe 40 zugeführt.
  • Hier haben die Verstärker A1, A2, A3 verschiedene Verstärkungen. G1 sei eine Verstärkung für den linearen Verstärker A1, G2 eine Verstärkung für den linearen Verstärker A2 und G3 eine Verstärkung für den linearen Verstärker A3, deren Relation „G1 > G2 > G3" ist. Um den logarithmischen Verstärker annähernd darzustellen, werden die Verstärkungswerte in der Schaltung z. B. folgendermaßen festgelegt: G1 = 10, G2 = 1/2 und G3 = 1/10. Obwohl der lineare Verstärker A1 hier buchstäblich als Verstärker arbeitet, arbeiten die linearen Verstärker A2 und A3 im Wesentlichen als Dämpfungsglieder, da deren Verstärkungen kleiner als 1 sind.
  • Der Komparator 30 vergleicht ein Ausgangsniveau Vi (das auf das Gleichstromspannungssignal konvertierte reproduzierte FM-Trägerfrequenzsignal) des Gleichstrom-Detektors 20 und von Referenzspannungen V1 und V2 und gibt ein Pegel-Erfassungssignal DS entsprechend den drei Vergleichsresultaten V1 < Vi < V2 und Vi > V2 aus.
  • Das Pegel-Erfassungssignal DS wird der linearen Verstärkergruppe zugeführt. Dadurch wird die lineare Verstärkergruppe so umgeschaltet, das der lineare Verstärker A1 im Falle von „Vi < V1" gewählt wird, der lineare Verstärker A2 im Falle von „V1 < Vi < V2" gewählt wird und der lineare Verstärker A3 im Falle von „Vi > V2" gewählt wird. Der Ausgang von jedem der linearen Verstärker A1, A2 und A3; der entsprechend dem Ausgangspegel Vi des Gleichstrom-Detektors 20 auf die obige Art und Weise umgeschaltet wird, wird durch einen Zwischenspeicher 50 ausgegeben.
  • Die charakteristischen Eingangs-/Ausgangsdiagramme des oben erwähnten logarithmischen Verstärkers mit dem oben erwähnten Aufbau sind in den 3A und 3B dargestellt. Da der lineare Verstärker A1 in einem Spannungsbereich von „Vi < V1" arbeitet, der lineare Verstärker A2 in einem Spannungsbereich von „V1 < Vi < V2" arbeitet und der lineare Verstärker A3 in einem Spannungsbereich von „ Vi > V2", wie in 3A gezeigt, arbeitet, werden die linearen Verstärker so umgeschaltet, dass die Verstärkung kleiner gemacht wird, wenn der Eingangssignalpegel groß wird. Dadurch werden logarithmische Eigenschaften durch eine Liniendiagramm-Annäherung als Gesamt-Eingangs-/Ausgangseigenschaften erreicht. 3B ist eine Ansicht, die mit einem logarithmischen Maßstab für die horizontale Achse darstellt und es ist erkennbar, dass die Eigenschaften des erfindungsgemäßen logarithmischen Verstärkers sich den mit einer Punktlinie dargestellten idealen logarithmischen Eigenschaften annähern. Es ist möglich, die idealen logarithmischen Eigenschaften durch Ausführung einer feineren Liniendiagramm-Annäherung mit einer erhöhten Anzahl von Referenzspannungspegeln des Komparators 30 und Anzahl der linearen Verstärker anzunähern.
  • Als Nächstes wird der detaillierte Schaltungsaufbau jedes oben erwähnten Schaltungsblocks beschrieben.
  • Ein Schaltplan des Vollwellengleichrichters 10 ist in 4 dargestellt. NPN-Typ-Transistoren TR1 und TR2 bilden in 4 einen Differenzverstärker 11 und ein Wechselstromsignal wird der Basis (dem Eingangsanschluss IN) des Transistors TR1 zugeführt. Ein PNP-Transistor TR3, der zwischen dem Kollektor des Transistors TR1 und der Stromquelle Vcc vorgesehen ist, bildet mit einem Transistor TR4 eine Stromspiegelschaltung. Am Ausgang der Stromspiegelschaltung ist ferner eine Stromspiegelschaltung zur Inversion der Strompolarität, bestehend aus NPN-Transistoren TR5 und TR6 vorgesehen, und der Emitter des Transistors TR6, der den Ausgang der Schaltung bildet, ist an der Basis des Transistors TR2 angeschlossen.
  • An der Basis des Transistors TR2 wird durch den Zwischenspeicher 12 und den Widerstand R1 eine Referenzspannung Vref1 angelegt. Ferner wird dem Ausgang einer Stromspiegelschaltung, die aus PNP-Typ-Transistoren TR7 und TR8 zusammengesetzt ist, und dem Ausgang einer Stromspiegelschaltung, die aus PNP-Typ-Transistoren TR9 und TR10 zusammengesetzt ist, die Referenzspannung Vref1 durch den Zwischenspeicher 12 und einen Widerstand R0 zugeführt.
  • Als Nächstes wird der Funktionsumfang des Vollwellengleichrichters 10 mit dem oben erwähnten Aufbau beschrieben. Wenn das Wechselstrom-Eingangsignal an den Eingangsanschluss IN angelegt wird, generiert sich das gleiche Wechselstromsignal an der Basis des Transistors TR2 (Punkt „A" in der Figur). Wenn das Wechselstromsignal eine positive Polarität aufweist (der durch die durchgezogene Linie dargestellte Signalanteil), fließt ein Strom I1 vom Transistor TR6 durch den Widerstand R1. Andererseits fließt ein dem Strom I1 entsprechender Strom I2 von der Stromspiegelschaltung, die aus den Transistoren TR7 und TR8 zusammengesetzt ist, durch den Widerstand R0. Danach wird durch die Festlegung von „R0 > R1" das spannungsverstärkte Signal von einem Ende des Widerstands R0 ausgegeben.
  • Wenn das Wechselstromsignal demgegenüber eine negative Polarität (der durch die Punktlinie dargestellte Signalanteil) aufweist, fließt ein Strom I3 in der zum Strom I1 entgegengesetzten Richtung. Der Strom I3 fließt zu einem Transistor TR12. Da NPN-Typ-Transistoren TR12 und TR13 eine Strom-Spiegelschaltung bilden, fließt der dem Strom I3 entsprechende Strom I4 durch den Transistor TR13. Daraufhin fließt der dem Strom I4 entsprechende Strom I5 von der Strom-Spiegelschaltung, die aus den Transistoren TR9 und TR10 zusammengesetzt ist, durch den Widerstand R0. Das spannungsverstärkte Signal mit der gleichen Polarität wird vom Kollektor des Transistors TR10 ausgegeben. Dadurch richtet der Vollwellengleichrichter 10 sowohl die positiven als auch negativen Bestandteile des Wechselstrom-Eingangsignals und verstärkt die Spannung am Ausgang.
  • Ein Aufbau des Komparators 30 wird mit Bezug auf 5 beschrieben. PNP-Typ-Transistoren TR21, TR22 und TR23 bilden einen Differenzverstärker 31. Das Eingangsignal (der Ausgang Vi des Gleichstrom-Detektors 20 im Falle dieser Ausführungsform) wird der Basis des Transistors TR21 zugeführt.
  • Eine Widerstandskette, die aus Widerständen R11, R12 und R13 zusammengesetzt ist, die zwischen der Stromquelle Vcc und der Masse angeschlossen ist, erzeugt die Referenzspannungspegel V1 und V2 (V1 < V2). Der Referenzspannungspegel V1 wird durch einen Transistor TR27 von dessen Emitter der Basis des Transistors TR22 zugeführt. Der Referenzspannungspegel V2 wird durch einen Transistor TR29 von dessen Emitter der Basis des Transistors TR23 zugeführt. Jedoch werden die Spannungen Vbe zwischen der Basis und dem Emitter der Transistoren TR27 und TR29 zur Vereinfachung ignoriert.
  • Ein PNP-Typ-Transistor TR28 ist zwischen dem Transistor TR22 und der Stromquelle Vcc vorgesehen. Andererseits ist ein Differenzverstärker 33 vorgesehen, der aus Transistoren TR30 und TR31 zusammengesetzt ist. Das Eingangsignal wird am Transistor TR30 angelegt und der Referenzspannungspegel V2 wird an der Basis des Transistors TR31 angelegt. Der Differenzverstärker 33 wird verwendet, um den oben erwähnten Transistor TR28 bei Erfassung, dass das Eingangsignal höher als die Referenzspannung V2 wird, einzuschalten und den Transistor TR22 auszuschalten, indem ein gewaltsamer Anstieg der Basisspannung des Transistors TR22 durchgeführt wird. Das heißt, dass der Differenzverstärker 33 und der Transistor TR22 eine Pegel-Veränderungsschaltung bilden, die den Pegel des Transistors TR22 entsprechend dem Pegel des Eingangsignals verändert.
  • Als Nächstes wird die Funktion des oben erwähnten Komparators 30 beschrieben. Es wird angenommen, dass nur der Transistor TR21 einschaltet, wenn das Eingangsignal Vi niedriger als der Referenzpegel V1 ist. Dann fließt ein Strom nur durch den Transistor TR21. Der Strom wird dem Stromquellen-Transistor des linearen Verstärkers A1 durch den Transistor TR24 zugeführt, der zwischen den Kollektor und der Basis kurzgeschlossen ist. Dadurch kommt nur der lineare Verstärker A1 in einen Betriebszustand.
  • Falls „V1 < Eingangssignal Vi < V2" ist, schaltet sich der Transistor TR21 ab und nur der Transistor TR22 an, danach fließt der Strom nur durch den Transistor TR22. Der Strom wird dem Stromquellentransistor des linearen Verstärkers A2 durch den Transistor TR25 zugeführt, der zwischen Kollektor und Basis kurzgeschlossen ist. Dadurch kommt nur der lineare Verstärker A2 in einen Betriebszustand.
  • Falls das Eingangsignal Vi weiter ansteigt und „Vi > V2" wird, obwohl der Transistor TR23 einschaltet, bleibt der Transistor TR22 weiter in eingeschaltetem Zustand, weil V1 der Basis des Transistors TR22 zugeführt wird. Um jedoch dies zu verhindern, wird der ausgeschaltete Zustand des Transistors TR22 hergestellt, indem der Pegel des Transistors TR22 durch die oben erwähnte Pegel-Veränderungsschaltung auf einen höheren Pegel als V1 verändert wird.
  • Wenn in Fortführung der detaillierten Beschreibung das Eingangsignal Vi höher als V2 wird, schaltet sich ein Transistor TR31 des Differenzverstärkers 33 an. Danach fließt der Strom durch einen Widerstand R32, der am Kollektor des Transistors TR31 angeschlossen ist, und die Basisspannung eines TransistorsTR32 steigt an, sodass sich der Transistor TR32 einschaltet. Dadurch fließt der Strom durch den Transistor TR32 und einen Widerstand R14, der zwischen dem Kollektor des Transistors TR32 und der Stromquelle Vcc angeschlossen ist. Da die Spannung an einem Ende des Widerstands R14 abfällt, fällt das Basispotenzial des Transistors TR28 ab, sodass sich der Transistor TR28 einschaltet. Wenn sich der Transistor TR28 einschaltet, schaltet sich der Transistor TR22 ab, weil die Basisspannung des Transistors TR22 ansteigt, sodass sich nur der Transistor TR23 einschaltet.
  • Daher fließt der Strom nur durch den Transistor TR23. Der Strom wird dem Stromquelletransistor des linearen Verstärkers A3 durch den Transistor TR26 zugeführt, der zwischen Kollektor und Basis kurzgeschlossen ist. Dadurch wird nur der lineare Verstärker A3 in einen Betriebszustand versetzt.
  • Als Nächstes werden Aufbaubeispiele der linearen Verstärker A1, A2 und A3 mit Bezug auf 6 und 7 beschrieben. Ein Schaltungsaufbau des linearen Verstärkers A1 ist in 6 dargestellt und ein Schaltungsaufbau des linearen Verstärkers A2 ist in 7 dargestellt. Der Aufbau des linearen Verstärkers A3 ähnlich dem des linearen Verstärkers A2.
  • In 6 bilden Transistoren TR40 und TR41 ein Paar von Differenztransistoren und das Eingangsignal Vi wird an der Basis des Transistors TR40 angelegt. Das Ausgangssignal wird von einem Emitter eines Ausgangstransistors TR55 übernommen, der den Kollektor des Transistors TR41 mit der Basis des Ausgangstransistors TR55 verbindet. Ein Widerstand 50 und ein Widerstand 51 sind an einer Endstufe vorgesehen. Folglich wird die Verstärkung G1 des linearen Verstärkers A1 wie folgt ausgedrückt. G1 = (R50 + R51)/R51 (5)
  • TR50 ist ein Stromquellentransistor, der den Differenztransistoren TR40 und Tr41 Strom zuführt, deren Basis das Pegelerfassungssignal DS von Komparator 30 zugeführt wird. Konkret bilden der Transistor TR24 und der Stromquelletransistor TR50 einen Stromspiegel, durch den die Basis des Transistors TR24 des in 5 dargestellten Komparators 30 mit der Basis des Stromquelletransistors TR50 verbunden ist. Das heißt, dass dem Stromquellentransistor TR50 ein dem Strom vom Transistor TR24 zum Komparator 30 entsprechender Strom zugeführt wird, sodass der lineare Verstärker A1 in einen Zustand versetzt wird, der ihm ermöglicht, zu arbeiten.
  • In 7 bilden Transistoren TR42 und TR43 ein Paar von Differentialtransistoren und das Eingangsignal Vi wird an die Basis des Transistors TR42 angelegt. Der Ausgang wird von einem Emitter eines Ausgangstransistors TR56 übernommen, der den Kollektor des Transistors TR43 mit der Basis des Ausgangstransistors TR56 wird verbindet. Ein Widerstand R52 und ein Widerstand R53 sind an einer Endstufe vorgesehen. Folglich wird die Verstärkung G2 des linearen Verstärkers A2 wie folgt ausgedrückt. Da „G2 < 1" ist, arbeitet der lineare Verstärker A2 als Dämpfungsglied. G2 = R53/(R52 + R53) (6)
  • TR51 ist ein Stromquellentransistor, der den Differenzialtransistoren TR42 und Tr43 einen Strom zuführt, deren Basis das Pegelerfassungssignal DS von Komparator 30 zugeführt wird. Konkret bilden der Transistor TR25 und der Stromquelletransistor TR51 einen Stromspiegel, durch den die Basis des Transistors TR25 des in 5 dargestellten Komparators 30 mit der Basis des Stromquellentransistors TR51 verbunden ist. Dem Stromquellentransistor TR51 wird ein dem Strom vom Transistor TR25 zum Komparator 30 entsprechender Strom zugeführt, sodass der lineare Verstärker A2 in einen Zustand versetzt wird, der ihm ermöglicht, zu arbeiten.
  • Als Nächstes wird ein weiteres Beispiel eines Schaltungsaufbaus der linearen Verstärker A1, A2 und A3 mit Bezug auf 8 beschrieben. Ein Ausgangstransistor TR60 wird für die drei linearen Verstärker A1, A2 und A3, wie in 8 dargestellt, verwendet. In gleicher Weise werden auch eine Stromquelle I, die mit dem Emitter des Ausgangstransistors TR60 verbunden ist, und eine Stromspiegelschaltung, die aus den Transistoren TR46 und TR47 zusammengesetzt ist, für die drei linearen Verstärker A1, A2 und A3 verwendet. Dadurch kann die Anzahl der Schaltungselemente verglichen mit dem Fall verringert werden, der die linearen Verstärker A1, A2 und A3, wie in 6 und 7 gezeigt, einzeln vorsieht.
  • Da eine Mehrzahl von linearen Verstärkern gemäß dem logarithmischen Verstärker der Erfindung nebeneinander vorgesehen sind und jeder der linearen Verstärker aus einer Mehrzahl von linearen Verstärkern so umgeschaltet wird, um entsprechend dem Pegel des Eingangsignals zu arbeiten, werden näherungsweise logarithmische Verarbeitungseigenschaften erzielt und die Beseitigung der Temperaturabhängigkeit des logarithmischen Verstärkers kann so weit wie möglich erreicht werden.

Claims (3)

  1. Stückweise linearer logarithmischer Verstärker, mit einer Mehrzahl von linearen Verstärkern (40), von denen jedem ein Eingangssignal (Vi) mit unterschiedlichen Verstärkungen zugeführt wird; und einem Komparator (30), der eine Mehrzahl von unterschiedlichen Pegeln (V1, V2) des Eingangssignals (Vi) erfasst und ein Pegel-Erfassungssignal (DS) ausgibt, das dem erfassten Pegel des Eingangssignals (Vi) entspricht, wobei das Pegel-Erfassungssignal (DS) der Mehrzahl der linearen Verstärker (40) zugeführt wird und wobei ein einzelner der linearen Verstärker (A1, A2, A3) aus der Mehrzahl der linearen Verstärker (40) jederzeit als Antwort auf das Pegel-Erfassungssignal (DS) betätigt wird, wobei das Pegel-Erfassungssignal (DS) der Mehrzahl der linearen Verstärker (40) zugeführt wird, um Schritt für Schritt auf einen linearen Verstärker (A1, A2, A3) mit einer geringeren Verstärkung umzuschalten, wenn der Eingangspegel in Bezug auf das vom Komparator (30) ausgegebene Pegel-Erfassungssignal (DS) größer wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Komparator (30) umfasst: einen Differenzverstärker (31) mit einem Eingangstransistor (TR21), dessen Basis das Eingangssignal (Vi) zugeführt wird, und eine Mehrzahl an Referenztransistoren (TR22, TR23), deren Basis die Mehrzahl der unterschiedlichen Pegel als Referenzpegel zugeführt wird; und eine Pegel-Veränderungseinrichtung (33, 28), die den der Basen der Referenztransistoren (TR22) zugeführten Pegel entsprechend dem Vergleichsergebnis zwischen dem Eingangssignalpegel und dem Referenzpegel verändert, und wobei ein Strom durch jeden der Transistoren (TR21, TR22, TR23) aus dem Eingangstransistor (TR21) und einer Mehrzahl von Referenztransistoren (TR22, TR23) fließt, der dem Eingangssignalpegel entspricht, und ein Stromsignal, das dem Strom entspricht, zum Pegelerfassungssignal (DS) wird, und jeder der Mehrzahl der linearen Verstärker umfasst: ein Paar von Differenzverstärkern (TR40, TR41; TR42, TR43; TR44, TR45), wobei der Basis einem der Differenzverstärker das Eingangssignal zugeführt wird; und einen Stromquellentransistor (TR50; TR51; TR53), um dem Paar von Differenztransistoren (TR40, TR41; TR42, TR43; TR44, TR45) einen Strom zuzuführen, und wobei ein einzelner der linearen Verstärker aus der Mehrzahl von linearen Verstärkern durch Steuerung/Regelung einer Stromzuführung an den Stromquellentransistor (TR50; TR51; TR53) durch das Pegelerfassungssignal (DS) des Komparators betätigt wird.
  2. Stückweise linearer logarithmischer Verstärker gemäß Anspruch 1, der ferner eine Gleichstrom-Erfassungsschaltung (10, 20) umfasst, die ein Wechselstrom-Eingangssignal (In) erfasst, wobei eine Ausgabe der Gleichstrom-Erfassungsschaltung der Mehrzahl von linearen Verstärkern (40) und dem Komparator (30) zugeführt wird.
  3. Stückweise linearer logarithmischer Verstärker gemäß Anspruch 2, wobei die Gleichstrom-Erfassungsschaltung (10, 20) einen Vollwellengleichrichter (10), der die Vollwelle des Wechselstrom-Eingangssignals (In) gleichrichtet, und einen Glättungskondensator (22) umfasst, der einen Ausgang des Vollwellengleichrichters (10) glättet.
DE60217424T 2001-02-01 2002-01-31 PWL logarithmischer Verstärker Expired - Fee Related DE60217424T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001025155 2001-02-01
JP2001025155A JP2002232249A (ja) 2001-02-01 2001-02-01 対数増幅回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60217424D1 DE60217424D1 (de) 2007-02-22
DE60217424T2 true DE60217424T2 (de) 2007-06-06

Family

ID=18890193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60217424T Expired - Fee Related DE60217424T2 (de) 2001-02-01 2002-01-31 PWL logarithmischer Verstärker

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6590437B2 (de)
EP (1) EP1229644B1 (de)
JP (1) JP2002232249A (de)
DE (1) DE60217424T2 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050057298A1 (en) * 2003-09-16 2005-03-17 Kevin Gamble Demodulating logarithmic amplifier and method of amplification
US7002395B2 (en) * 2003-09-16 2006-02-21 Yuantonix, Inc. Demodulating logarithmic amplifier
JP2008141358A (ja) 2006-11-30 2008-06-19 Mitsumi Electric Co Ltd 利得可変増幅回路
JP5086716B2 (ja) * 2007-07-17 2012-11-28 株式会社東芝 検出回路
JP2013038509A (ja) 2011-08-04 2013-02-21 Sony Corp 自動ステップ可変減衰器および無線通信装置
JP2020156026A (ja) * 2019-03-22 2020-09-24 日本電波工業株式会社 ログアンプ回路

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4990803A (en) * 1989-03-27 1991-02-05 Analog Devices, Inc. Logarithmic amplifier
US5008631A (en) * 1989-08-16 1991-04-16 Hewlett-Packard Company Pulse analyzer with gain compression
DE59708203D1 (de) * 1996-06-26 2002-10-17 Infineon Technologies Ag Schaltungsanordnung zur digitalen einstellung analoger parameter
FR2795259B1 (fr) * 1999-06-15 2007-05-11 Sagem Telephone mobile ayant une chaine de numerisation a gain variable rapidement et procede de numerisation par un tel telephone

Also Published As

Publication number Publication date
EP1229644A2 (de) 2002-08-07
JP2002232249A (ja) 2002-08-16
EP1229644A3 (de) 2004-03-31
US20020101275A1 (en) 2002-08-01
DE60217424D1 (de) 2007-02-22
EP1229644B1 (de) 2007-01-10
US6590437B2 (en) 2003-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69420649T2 (de) Voll differentieller Operationsverstärker mit niedriger Versorgungsspannung
DE102015204021B4 (de) Dynamische Strombegrenzungsschaltung
DE10251308A1 (de) Schaltung und Verfahren zum Steuern des Ruhestroms in einer geschalteten Kondensatorschaltung
DE69837949T2 (de) Differenzspannungsgesteuertes logarithmisches CMOS-Verstärkungsglied und zugehöriges Verfahren
DE10204487A1 (de) Temperatursensor und Verfahren zum Betreiben eines Temperatursensors
DE3039131C2 (de) Verstärker
DE19611026C1 (de) Klirrunterdrückung bei Hörgeräten mit AGC
DE10066032B4 (de) Schaltungsanordnung zur Steuerung der Verstärkung einer Verstärkerschaltung
DE2617444A1 (de) Stabilisierte stromversorgung
DE60217424T2 (de) PWL logarithmischer Verstärker
DE2461070A1 (de) Akustisches pruefsystem
DE2519840C3 (de)
DE3832448A1 (de) Messverstaerker mit programmierbarer verstaerkung
DE112004001469T5 (de) Geschalteter Ladungs-Multiplizierer-Dividierer
DE10350628B4 (de) Integrierte Signalverlust-Erkennung mit großem Schwellwertbereich und präziser Hysterese
DE112005000994T5 (de) Hochpassfilter, welcher isolierte Gate-Feldeffekttransistoren verwendet
DE19653558C2 (de) Schaltung zur verzögerten automatischen Verstärkungsregelung
DE2749051A1 (de) Mos-eingangspuffer mit hysteresis
DE69126767T2 (de) Oszillator-Schaltungen
DE3009904C2 (de) Schaltungsanordnung zur Kompensierung der Verstärkung eines Transistors gegen Temperaturänderungen
DE3102802A1 (de) Schaltungsanordnung zur rauschverminderung bzw. pegelkompression/pegeldehnung von signalen
DE2149440A1 (de) Temperaturkompensationsschaltung fuer eine Photowiderstandszelle
DE19854847A1 (de) Integrierte Verstärkeranordnung
DE69407443T2 (de) Transistorschalter
DE10009079A1 (de) Piezoelektrischer Oszillator

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee