一种大动态范围对数放大器的研究

论文摘要

研究宽频带、高精度、大动态范围等高性能的对数放大器,无论对我国的军事、工业、医疗还是航空、航天等领域都有非同寻常的意义。在现实世界中,一些信号往往具有很宽的动态范围,例如雷达、声纳信号,其动态范围要达到100dB以上,光纤接收器也要求能接收从pA级到mA级变化的电流信号。宽的动态范围往往给应用设计带来很多问题,使电路结构复杂,成本太高,有些甚至无法实现,因此,在处理宽动态范围的信号时,常常将其动态范围压缩到一个可以处理的程度。对数放大器输入输出呈对数关系,非常适用数据压缩,对数放大器的特点是在提供大动态范围同时能突出成本优势。目前常用的交流对数放大器,是一种似对数放大器,采用限幅放大器串联级联或并联级联两种方式,单独采用串联级联对数放大器和并联级联对数放大器结构,其动态范围不能做得很大。根据对数平移原理,利用串联级联和并联求和两种结构的对数放大器的优化组合及改进设计可设计出更大动态范围,宽频带、响应速度快及高精度的对数放大器,本文采用三个单片串联级联对数放大器组成并联求和结构大动态范围对数放大器,所设计对数放大器动态范围高达140dB,是单片级联对数放大器的近2.5倍,达到预期目标。

论文目录

• 摘要
• Abstracts
• 第一章 引言
• 1.1 对数放大器的实际意义
• 1.2 相关技术的发展和研究动态
• 1.2.1 对数放大器的概念
• 1.2.2 对数放大器的发展及研究动态
• 1.3 本文工作及内容安排
• 第二章 对数放大器系统简介
• 2.1 对数放大器系统框架图
• 2.2 对数放大器的结构
• 2.2.1 输入电路部分
• 2.2.2 中间转换部分
• 2.2.3 输出部分
• 2.3 本章小结
• 第三章 对数放大器的原理及性质
• 3.1 对数放大器的原理
• 3.1.1 对数放大的原理介绍
• 3.1.2 对数放大器分类
• 3.1.3 对数放大器的性能指标
• 3.2 串联级联对数放大器原理及性能指标
• 3.3 并联级联对数放大器原理及性能指标
• 3.4 对数放大器的平移性质
• 3.5 本章小结
• 第四章 大动态范范围的对数放大器的设计
• 4.1 大动态范围对数放大器的电路的总体结构设计
• 4.2 单片对数放大器的设计
• 4.2.1 单片级联对数放大器的设计
• 4.2.2 限幅放大器的设计及级联技术
• 4.2.3 检波环节电路的设计
• 4.2.4 单片对数放大器求和电路的设计
• 4.2.5 电源补偿电路的设计
• 4.3 并联求和对数放大器的核心部分设计
• 4.3.1 并联求和对数放大器电路原理图
• 4.3.2 并联求和电路的设计
• 4.4 输入部分电路设计
• 4.5 电路的输出部分
• 4.6 本章小结
• 第五章 电路的MATLAB仿真
• 5.1 软件简介
• 5.2 仿真结果
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 版图