As configurações do circuito amplificador operacional que podem realizar operações matemáticas como log e antilog (exponencial), incluindo uma amplificação do sinal de entrada fornecido ao circuito, são conhecidas como amplificador logarítmico e amplificador antilogarítmico, respectivamente. Nesta seção, aprenderemos sobre o amplificador logarítmico e o Antilog em detalhes.
Conteúdo:
- Introdução
- Amplificador logarítmico (log)
- Configuração do amplificador de log
- Configuração de amplificador Log baseado em diodo
- Amplificador Log baseado em transistor • Configuração
- Saída e Princípio de Funcionamento do Amplificador Log
- Aplicações do amplificador de log
- O que é Antilog?
- Amplificador Antilog
- Configuração do amplificador de log
- Configuração de amplificador antilog baseado em diodo
- Configuração de amplificador antilog baseado em transistor
- Saída e Princípio de Funcionamento do Amplificador Log
- Aplicações do amplificador antilog
Amplificador de logaritmo (log)
Um amplificador operacional em que a tensão de saída do amplificador (V0) é diretamente proporcional ao logaritmo natural da tensão de entrada (Vi) é conhecido como um amplificador logarítmico. Basicamente, o logaritmo natural da tensão de entrada é multiplicado por um valor constante e produzido como saída.
Circuito de amplificador de log
Amplificador de log usando transistor
Amplificador de log usando diodo
Saída e Princípio de Funcionamento do Amplificador Log
Isso pode ser expresso da seguinte forma:
Onde K é o termo constante, e Vref refere-se a uma constante de normalização, que conheceremos nesta seção.
Geralmente, os amplificadores de logaritmo podem exigir mais de um amplificador operacional, caso em que são conhecidos como amplificadores de logaritmo compensados. Eles até exigem amplificadores operacionais de alto desempenho para seu funcionamento adequado, como LM1458, LM771 e LM714, sendo alguns dos amplificadores de logaritmo amplamente usados.
O diodo é conectado em polarização direta. Portanto, a corrente do diodo pode ser representada como:
Onde eus é a corrente de saturação, VD é o queda de tensão para o diodo. O VT é a tensão térmica. A corrente do diodo pode ser reescrita com alta condição de polarização,
O eu1 Expresso por,
Uma vez que a tensão no terminal inversor do amplificador operacional está no terra virtual, portanto, a tensão de saída é dada por V0 = -VD
Notando que eu1 = euD, nós podemos escrever
Mas, como observado anteriormente, VD = -V0 e entao,
Tomando o logaritmo natural em ambos os lados desta equação, encontramos
Ou,
A equação da tensão de saída (V0) do amplificador de logaritmo contém um sinal negativo, o que indica que há uma diferença de fase de 180 o. Ou,
Um mais avançado utiliza bipolar transistores para remover eus no termo logarítmico. Neste tipo de configuração de amplificador de logaritmo, a tensão de saída é dada como:
Aplicações do amplificador logarítmico
O amplificador de log é usado para aplicações matemáticas e também em diferentes dispositivos conforme sua necessidade. Algumas das aplicações do amplificador de log são as seguintes:
- Os amplificadores de log são usados para aplicações matemáticas, principalmente na multiplicação. Também é usado na divisão e em outras operações exponenciais. Por poder realizar operações de multiplicação, portanto, é utilizado em computadores analógicos, na síntese de efeitos de áudio, instrumentos de medição que requerem operação de multiplicação, como no cálculo de potência (multiplicação de corrente e tensão).
- Como sabemos que quando precisamos calcular o decibel equivalente de uma determinada quantidade, exigimos o uso de um operador logarítmico e, portanto, amplificadores de log são usados para calcular o valor em decibéis (dB) de uma quantidade.
- Amplificadores logarítmicos monolíticos são usados em certas situações, como no domínio da radiofrequência, para espaçamento eficiente (reduzindo componentes e o espaço necessário para eles), e também para melhorar a largura de banda e rejeição de ruído.
- Ele também é usado em diferentes faixas de aplicações, como conversor de rot mean square, conversor analógico-digital, etc.
O que é Antilog?
Amplificador Antilog
Um Op-amp em que a tensão de saída do amplificador (V0) é diretamente proporcional ao anti-log da tensão de entrada (Vi) é conhecido como um amplificador anti-logarítmico ou amplificador anti-log. Aqui, vamos discutir a configuração do amplificador operacional que forma o amplificador antilogarítmico em detalhes.
Circuito Amplificador Antilog
Amplificador Antilog Usando Transistor
Amplificador Antilog usando Diodo
No amplificador antilog, o sinal de entrada está no pino inversor do amplificador operacional, que passa por um diodo.
Saída e Princípio de Funcionamento do Amplificador Antilog
Conforme observado no circuito mostrado acima, o feedback negativo é obtido conectando-se a saída ao terminal de entrada inversor. De acordo com o conceito de aterramento virtual entre os terminais de entrada de um amplificador, a tensão V1 no terminal inversor será zero. Por causa da impedância de entrada idealmente infinita, a corrente que flui através do diodo devido à tensão de entrada aplicada no terminal inversor não entrará no amplificador operacional; em vez disso, ele fluirá ao longo do caminho de feedback através do resistor R, conforme mostrado na figura.
O complemento ou função inversa do amplificador logarítmico é 'exponencial', anti-logarítmico ou simplesmente conhecido como 'antilog'. Considere o circuito dado na figura. A corrente do diodo é
Onde, VD é a tensão do diodo. De acordo com o conceito de terreno virtual, V1= 0 porque o terminal não inversor é aterrado conforme mostrado na figura. Portanto, a tensão através do diodo pode ser expressa como VD = Vi - V1 ou VD = Vi Portanto, a corrente através do diodo é
Devido às características ideais de um op-amp (impedância de entrada infinita), a corrente fluindo através do diodo (iD) flui ao longo do caminho de feedback através do resistor R, como podemos observar na figura.
Portanto, euD = eu2
E, V0 = -i2R = -euDR
Substituindo iD na equação acima nós temos
Os parâmetros n, VT e euS são constantes (dependem apenas das características do diodo, que são sempre constantes para um determinado diodo). Portanto, se o valor do resistor de feedback R for fixo, então a tensão de saída V0 é diretamente proporcional ao anti-logaritmo natural (exponencial) da tensão de entrada aplicada Vi. A equação acima pode ser simplesmente representada como
Onde K = - ISR e a =
Portanto, podemos notar que o amp op antilogarítmico produz seu sinal de saída como o valor exponencial do sinal de tensão de entrada aplicado.
O ganho do amplificador anti-log é dado pelo valor de K que é igual a -ISR.
O sinal –ve indica que há uma diferença de fase de 180 graus entre a entrada s aplicada e a saída do amplificador anti-log.
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Olá, meu nome é Amrit Shaw. Eu fiz Mestrado em Eletrônica.
Gosto sempre de explorar novas invenções na área da Eletrônica.
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