JP2520011Y2 - Log amp - Google Patents
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、計測器や通信機器等に用いられるログ−リ
ニアデータ変換用ログアンプに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to a log-linear data conversion log amplifier used in measuring instruments, communication devices and the like.
ログアンプは、通常、ダイオードのVBE−If特性を利
用するものと逐次加算形の２種類に大別できる。Log amplifiers can be generally classified into two types, one that utilizes the V BE −I f characteristic of a diode and one that uses the successive addition type.
広い温度範囲や高精度の特性が要求される場合は、逐
次加算形が使用されている。When a wide temperature range and high-precision characteristics are required, the successive addition type is used.
第３図は従来の逐次加算形のログアンプの一例の構成
を示す。FIG. 3 shows an example of the configuration of a conventional successive addition type log amp.
図において１は信号入力端子、２は単一リミッタアン
プ、３は単一ログアンプ、４は出力合成回路、５はログ
変換出力端子、６は抵抗、７はリミッタアンプ出力端子
である。In the figure, 1 is a signal input terminal, 2 is a single limiter amplifier, 3 is a single log amplifier, 4 is an output combining circuit, 5 is a log conversion output terminal, 6 is a resistor, and 7 is a limiter amplifier output terminal.
このログアンプのダイナミックレンジ（直線性領域）
は、単一リミッタアンプ２の出力論理振幅とリミッタア
ンプ段数によって決まり、また、ログ変換精度はリミッ
タアンプ段数によって決まる。Dynamic range of this log amp (linear range)
Is determined by the output logical amplitude of the single limiter amplifier 2 and the number of limiter amplifier stages, and the log conversion accuracy is determined by the number of limiter amplifier stages.
このために、従来、高ダイナミックレンジと高精度を
実現するのに、リミッタアンプ２の段数を増やす方法を
採ってきた。Therefore, conventionally, a method of increasing the number of stages of the limiter amplifier 2 has been adopted in order to realize a high dynamic range and high accuracy.
リミッタアンプ２の段数を増やした場合は、ダイナミ
ックレンジの下限が拡大されるが、その範囲はノイズフ
ロアーレベルによって制限される。When the number of stages of the limiter amplifier 2 is increased, the lower limit of the dynamic range is expanded, but the range is limited by the noise floor level.
上限はリミッタアンプ２の出力論理振幅によって決ま
るが、実際には電源電圧の制限を受けて、ダイナミック
レンジの上限を延ばすことは非常に難しい。Although the upper limit is determined by the output logic amplitude of the limiter amplifier 2, it is actually very difficult to extend the upper limit of the dynamic range due to the limitation of the power supply voltage.
従来の上記のような構成のログアンプでは、特に、ダ
イナミックレンジの上限を延ばすことは難しく、また、
高精度、高ダイナミックレンジを得るため、段数を増や
すと、回路規模が大きくなるという問題点があった。In the conventional log amp having the above-mentioned configuration, it is difficult to extend the upper limit of the dynamic range, and
If the number of stages is increased to obtain high accuracy and high dynamic range, there is a problem that the circuit scale becomes large.
本考案は上記の問題を解決するためになされたもの
で、ダイナミックレンジの上限が拡大し、従来のものよ
り小さい回路規模で同一精度、同一ダイナミックレンジ
を得ることができるものを提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an upper limit of the dynamic range that is expanded and that can obtain the same accuracy and the same dynamic range with a circuit scale smaller than that of the conventional one. And
本考案のログアンプは、上記目的を達成するため、単
一リミッタアンプと単一ログアンプがシリーズ接続さ
れ、各単一ログアンプの出力電流が出力合成回路によっ
て合成され、該出力合成回路の出力が抵抗によって電流
電圧変換されて出力される構成の逐次加算形のログアン
プにおいて、前記ログアンプのログ出力電圧を設定電圧
と比較し、前記ログアンプのログ出力電圧の飽和領域へ
の到達を検知するヒステリシスコンパレータと、前記ロ
グ出力電圧が設定電圧より大きいとき、該ログ出力電圧
が該設定電圧以下となるように、前記ログアンプの入力
信号を減衰させる減衰器と、該減衰器の減衰量に相当す
る電圧を、前記減衰された入力信号に基づくログ出力電
圧に加算するレベルシフト回路とを備えたことを特徴と
するものである。また、前記ヒステリシスコンパレータ
のヒステリシス電圧と前記減衰器の減衰量に相当する電
圧との和は、前記ログアンプのダイナミックレンジに相
当する電圧より小さいことを特徴とするものである。In order to achieve the above object, the log amplifier of the present invention has a single limiter amplifier and a single log amplifier connected in series, and the output current of each single log amplifier is combined by an output combining circuit, and the output of the output combining circuit. In a logarithmic amplifier of a successive addition type configured to output by current-voltage conversion by a resistor, the log output voltage of the log amplifier is compared with a set voltage, and it is detected that the log output voltage of the log amplifier reaches a saturation region. A hysteresis comparator, an attenuator for attenuating the input signal of the log amplifier, and an attenuation amount of the attenuator so that the log output voltage becomes equal to or lower than the set voltage when the log output voltage is higher than the set voltage. And a level shift circuit for adding a corresponding voltage to the log output voltage based on the attenuated input signal. The sum of the hysteresis voltage of the hysteresis comparator and the voltage corresponding to the attenuation amount of the attenuator is smaller than the voltage corresponding to the dynamic range of the log amp.
第１図は本考案の一実施例の構成を示す。 FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the present invention.
図において、1,2,3,4,5,6,7は第３図の同一符号と同
一または相当するものを示し、８はヒステリシスコンパ
レータ、９は電圧源、10は減衰器、11はレベルシフト回
路である。In the figure, 1,2,3,4,5,6,7 are the same as or equivalent to those in FIG. 3, 8 is a hysteresis comparator, 9 is a voltage source, 10 is an attenuator, and 11 is a level. It is a shift circuit.
電圧源９はダイナミックレンジの上限のログ出力電圧
にほぼ等しい電圧に設定されていて、ログ出力電圧が電
圧源９の設定電圧に到達したこと、即ち、飽和領域へ到
達したことを検知する。この検知に連動して、減衰器８
が動作し、入力信号を減衰させる。この減衰量は、ログ
アンプのダイナミックレンジに相当する電圧からヒステ
リシスコンパレータ８のヒステリシス電圧を差し引いた
差電圧より小さい値に設定する。このように減衰量を設
定することによって、減衰後の入力信号に基づくログ出
力電圧も、ログアンプのダイナミックレンジ（直線性領
域）において検知することができる。The voltage source 9 is set to a voltage substantially equal to the log output voltage at the upper limit of the dynamic range, and detects that the log output voltage has reached the set voltage of the voltage source 9, that is, has reached the saturation region. Attenuator 8 is linked with this detection.
Operates and attenuates the input signal. This attenuation amount is set to a value smaller than the difference voltage obtained by subtracting the hysteresis voltage of the hysteresis comparator 8 from the voltage corresponding to the dynamic range of the log amp. By setting the attenuation amount in this way, the log output voltage based on the attenuated input signal can also be detected in the dynamic range (linearity region) of the log amplifier.
同時に、レベルシフト回路11もヒステリシスコンパレ
ータ８に連動して動作し、減衰器10により減衰された入
力信号に基づくログ出力電圧を、加算し、ログアンプの
出力電圧をレベルアップする。At the same time, the level shift circuit 11 also operates in conjunction with the hysteresis comparator 8 to add the log output voltage based on the input signal attenuated by the attenuator 10 to raise the output voltage of the log amplifier.
次に、入力信号レベルが下り、ヒステリシスコンパレ
ータ８の入力信号レベルが電圧源９の電圧からヒステリ
シス電圧幅に相当する電圧を差し引いたものより下る
と、減衰器10とレベルシフト回路11が動作を停止する。Next, when the input signal level falls and the input signal level of the hysteresis comparator 8 falls below the voltage of the voltage source 9 minus the voltage corresponding to the hysteresis voltage width, the attenuator 10 and the level shift circuit 11 stop operating. To do.
以上のように動作して、ログ出力電圧がダイナミック
レンジの上限を越える入力信号に対しても、高精度のロ
グ出力電圧を得ることができる。By operating as described above, a highly accurate log output voltage can be obtained even for an input signal whose log output voltage exceeds the upper limit of the dynamic range.
そして、ヒステリシスコンパレータ８のヒステリシス
量を必要最小限に小さく設定すると、従来構造の同一段
数のものの実質的２倍に近いダイナミックレンジを得る
ことができる。あるいは、同一ダイナミックレンジのも
のを従来構造のものの約半分の段数で実現することがで
きる。When the hysteresis amount of the hysteresis comparator 8 is set to a necessary minimum, a dynamic range that is substantially double that of the conventional structure having the same number of stages can be obtained. Alternatively, the same dynamic range can be realized with about half the number of stages of the conventional structure.
第２図は本考案の具体的実施例の動作を示す。 FIG. 2 shows the operation of a specific embodiment of the present invention.
リミッタアンプ２のゲインが10dB、ログアンプ３の５
段のダイナミックレンジが52dB、電圧源９の電圧がダイ
ナミックレンジ50dBに相当する電圧、減衰器10の減衰量
が40dB、ヒステリシスコンパレータ８のヒステリシス幅
が5dBの例を示す。The limiter amplifier 2 has a gain of 10 dB, and the log amplifier 3 has a gain of 5
An example in which the dynamic range of the stage is 52 dB, the voltage of the voltage source 9 corresponds to a dynamic range of 50 dB, the attenuation amount of the attenuator 10 is 40 dB, and the hysteresis width of the hysteresis comparator 8 is 5 dB is shown.
ログ出力電圧が、電圧源９の設定電圧に相当するＡ点
に到達すると、減衰器10が動作し、入力信号が40dB減衰
する。この入力信号の減衰により、ログアンプ３のログ
出力電圧は、Ｄ点に減少する（ここで、入力信号が40dB
減衰した場合の電圧、即ちＤ′点の電圧とＤ点の電圧は
等しい）。その後、入力信号の増加に伴い、抵抗６端の
出力電圧は、Ｂ実線のようになる。When the log output voltage reaches the point A corresponding to the set voltage of the voltage source 9, the attenuator 10 operates and the input signal is attenuated by 40 dB. Due to this attenuation of the input signal, the log output voltage of the log amplifier 3 decreases to point D (where the input signal is 40 dB
The voltage when attenuated, that is, the voltage at point D'is equal to the voltage at point D). After that, as the input signal increases, the output voltage at the resistor 6 end becomes as shown by the solid line B.
減衰器10の動作と同時に、レベルシフト回路が動作
し、ログアンプからは、減衰量分の電圧が加算されたロ
グ出力電圧が出力される。At the same time as the operation of the attenuator 10, the level shift circuit operates, and the log amplifier outputs the log output voltage to which the voltage for the attenuation amount is added.
入力信号のレベルが下がり、抵抗６端の出力電圧が、
Ｄ点の電圧よりヒステリシスコンパレータ８のヒステリ
シス幅のヒステリシス電圧分だけ低いＣ点の電圧に達す
ると、減衰器10及びレベルシフト回路11が動作を停止
し、抵抗６端の出力電圧は、Ｅ点に戻る。The level of the input signal drops, and the output voltage of the resistor 6 ends
When the voltage at the point C, which is lower than the voltage at the point D by the hysteresis voltage of the hysteresis width of the hysteresis comparator 8, reaches the point E, the attenuator 10 and the level shift circuit 11 stop operating. Return.
図２に示すように、減衰量分の電圧変化を、ログアン
プのダイナミックレンジに相当する電圧からヒステリシ
スコンパレータのヒステリシス電圧を引いた値より小さ
く設定する、即ち、ヒステリシスコンパレータのヒステ
リシス電圧と減衰器の減衰量に相当する電圧との和を、
ログアンプのダイナミックレンジに相当する電圧より小
さく設定することにより、連続したダイナミックレンジ
を拡大させることができる。As shown in FIG. 2, the voltage change corresponding to the attenuation amount is set to be smaller than the value obtained by subtracting the hysteresis voltage of the hysteresis comparator from the voltage corresponding to the dynamic range of the log amp, that is, the hysteresis voltage of the hysteresis comparator and the attenuator. The sum of the voltage equivalent to the attenuation is
The continuous dynamic range can be expanded by setting the voltage lower than the voltage corresponding to the dynamic range of the log amp.
入力信号のレベルが下がり、抵抗６端の出力電圧が電
圧源９の電圧からヒステリシス幅の電圧を差し引いた値
（Ｃ領域）に到達すると、減衰器10が動作を停止し、抵
抗６端の出力電圧が元の状態に戻る。When the level of the input signal decreases and the output voltage at the resistor 6 end reaches the value (C region) obtained by subtracting the voltage of the hysteresis width from the voltage of the voltage source 9, the attenuator 10 stops operating and the output at the resistor 6 end is reached. The voltage returns to the original state.
以上説明したように、逐次加算形のログアンプのダイ
ナミックレンジを従来構造のものの約２倍近くにまで拡
大することができ、あるいは、同一精度、同一ダイナミ
ックレンジを得るために必要な回路規模を縮小すること
ができる。As described above, the dynamic range of the logarithmic amplifier of the successive addition type can be expanded to about twice that of the conventional structure, or the circuit scale required for obtaining the same accuracy and the same dynamic range can be reduced. can do.
特に、低電圧化回路とした場合、従来の回路では変換
不可能な領域の大振幅入力にも対応できるようになる。In particular, when the low voltage circuit is used, it becomes possible to cope with a large amplitude input in a region that cannot be converted by the conventional circuit.
第１図は本考案の一実施例の構成を示す説明図、第２図
は本考案の具体的実施例の動作を示す説明図、第３図は
従来の逐次加算形のログアンプの一例の構成を示す説明
図である。 １…信号入力端子、２…単一リミッタアンプ、３…単一
ログアンプ、４…出力合成回路、５…ログ変換出力端
子、６…抵抗、７…リミッタアンプ出力端子、８…ヒス
テリシスコンパレータ、９…電圧源、10…減衰器、11…
レベルシフト回路 なお図中同一符号は同一または相当するものを示す。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing an operation of a concrete embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an example of a conventional successive addition type log amp. It is explanatory drawing which shows a structure. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Signal input terminal, 2 ... Single limiter amplifier, 3 ... Single log amplifier, 4 ... Output synthesis circuit, 5 ... Log conversion output terminal, 6 ... Resistor, 7 ... Limiter amplifier output terminal, 8 ... Hysteresis comparator, 9 … Voltage source, 10… Attenuator, 11…
Level shift circuit In the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding ones.
Claims (2)
リーズ接続され、各単一ログアンプの出力電流が出力合
成回路によって合成され、該出力合成回路の出力が抵抗
によって電流電圧変換されて出力される構成の逐次加算
形のログアンプにおいて、 前記ログアンプのログ出力電圧を設定電圧と比較し、前
記ログアンプのログ出力電圧の飽和領域への到達を検出
するヒステリシスコンパレータと、前記ログ出力電圧が
設定電圧より大きいとき、該ログ出力電圧が該設定電圧
以下となるように、前記ログアンプの入力信号を減衰さ
せる減衰器と、該減衰器の減衰量に相当する電圧を、前
記減衰された入力信号に基づくログ出力電圧に加算する
レベルシフト回路とを備えたことを特徴とするログアン
プ。1. A single limiter amplifier and a single log amplifier are connected in series, an output current of each single log amplifier is combined by an output combining circuit, and an output of the output combining circuit is converted into a current-voltage by a resistor and output. In a logarithmic amplifier of a successive addition type configured as described above, a log output voltage of the log amplifier is compared with a set voltage, and a hysteresis comparator that detects arrival of a log output voltage of the log amplifier in a saturation region, and the log output voltage Is larger than the set voltage, the attenuator for attenuating the input signal of the log amplifier and the voltage corresponding to the attenuation amount of the attenuator are attenuated so that the log output voltage becomes the set voltage or less. A log amplifier, comprising: a level shift circuit that adds a log output voltage based on an input signal.
ヒステリシスコンパレータのヒステリシス電圧と前記減
衰器の減衰量に相当する電圧との和は、前記ログアンプ
のダイナミックレンジに相当する電圧より小さいことを
特徴とするログアンプ。2. The log amplifier according to claim 1, wherein the sum of the hysteresis voltage of the hysteresis comparator and the voltage corresponding to the attenuation amount of the attenuator is smaller than the voltage corresponding to the dynamic range of the log amplifier. Characteristic log amp.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990110497U JP2520011Y2 (en) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | Log amp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990110497U JP2520011Y2 (en) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | Log amp |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0467811U JPH0467811U (en) | 1992-06-16 |
| JP2520011Y2 true JP2520011Y2 (en) | 1996-12-11 |
Family
ID=31857834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990110497U Expired - Fee Related JP2520011Y2 (en) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | Log amp |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2520011Y2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5732113A (en) * | 1980-08-04 | 1982-02-20 | Advantest Corp | Logarithmic amplifier |
| JPS62101109A (en) * | 1985-10-28 | 1987-05-11 | Mitsubishi Electric Corp | Logarithmic amplifier |
-
1990
- 1990-10-24 JP JP1990110497U patent/JP2520011Y2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0467811U (en) | 1992-06-16 |
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