具有80DB對數(shù)壓縮特性的寬帶放大器電路及工作原理

電路的功能

應(yīng)用晶體管IO與VBE的對數(shù)轉(zhuǎn)換特性的電路只能處理單極信號，至于頻率響應(yīng)，因為在OP放大器的反饋電路中加了對數(shù)元件，所以不能在高頻下工作，本電路是對交流對數(shù)放大電路，采用了無反饋的雙回路對數(shù)放大器TL441，可以獲得80DB的對數(shù)壓縮特性，頻率響應(yīng)可達(dá)數(shù)兆赫。每十進(jìn)們可獲得0.1V的輸出，能夠把-80DB~+10DB這樣大范圍的電平壓縮成0~0.5V。因此，通信、測量儀表的IF放大級以及大范圍電平顯示器等可采用本電路。

電路工作原理

TL441有四級放大電路，每級差動放大30DB，總計可放大120DB。從實用上看，大約壓縮80DB比較好。對數(shù)壓縮原理：因為應(yīng)用了差動放大器的輸入特性，一級不可能獲得線性，所以共用了8級，每級平均壓縮15DB。如果處理的信號電平范圍很大，從微弱電平到+10DBM，則在B輸入端加前置放大器。信號電平低時，寬帶OP放大器A1及A2工作，按B2、B1、A1、A2的順序依次使TL441達(dá)到飽和能很好的適應(yīng)80DB的范圍信號。雖然A2輸入端只串聯(lián)了R5，但由于TL441的輸入電阻為500歐，所以輸入分壓比為1/31，由這一級放大最高輸入電平。

OP放大器A1和A2的增益必須恰好為30DB，反饋電阻R2為3K（R2=R1（A-1）=3.06K），如果希望把壓縮精度提高，R2可用2.7K固定電阻+500歐可變電阻組成。

TL441的輸出包括Y和Y（反相）、Z和Z（反相），可分別進(jìn)行合成，即（Y+Z）+（Y（反相）+Z（反相）），然后再由差動放大器A3進(jìn)行加法運算。此外，輸出端總有與+VCC接近的同相電壓輸出，所以必須加差動輸入電平移位電路。

元件的選用

OP放大器A1、A2選用LM6361，這種器件在正負(fù)5V電源工作，其特性變化很小，按說這一級應(yīng)具備限壓功能，但本電路采用的是電源電壓飽和輸出。當(dāng)放大低頻信號時，A1、A2可根據(jù)用途普通OP放大器。

調(diào)整

本電路當(dāng)輸入為正弦波時，輸出波形成為正、負(fù)飽和的波形，電路仍屬正常工作。這進(jìn)可用輸出電平計指示有效值，把輸入電平降到60DB左右，并調(diào)整VR，直到波形上下對稱為止。VR2的調(diào)整比較嚴(yán)格，應(yīng)邊改變輸入電平，邊調(diào)節(jié)VR2。用VR3調(diào)整輸出的DC置信。圖A表示F=10KHZ時本電路的對數(shù)壓縮特性。