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DE2134414C3 - Nichtlineare Verstärkeranordnung, insbesondere logarithmischer Verstärker - Google Patents

Nichtlineare Verstärkeranordnung, insbesondere logarithmischer Verstärker

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Publication number
DE2134414C3
DE2134414C3 DE2134414A DE2134414A DE2134414C3 DE 2134414 C3 DE2134414 C3 DE 2134414C3 DE 2134414 A DE2134414 A DE 2134414A DE 2134414 A DE2134414 A DE 2134414A DE 2134414 C3 DE2134414 C3 DE 2134414C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
amplifier
input
impedance
arrangement according
limiter
Prior art date
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Expired
Application number
DE2134414A
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English (en)
Other versions
DE2134414B2 (de
DE2134414A1 (de
Inventor
Eugene C. Portland Kauffman
Larry R. Mcminnville Lockwood
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.)
Tektronix Inc
Original Assignee
Tektronix Inc
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 Tektronix Inc filed Critical Tektronix Inc
Publication of DE2134414A1 publication Critical patent/DE2134414A1/de
Publication of DE2134414B2 publication Critical patent/DE2134414B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2134414C3 publication Critical patent/DE2134414C3/de
Expired legal-status Critical Current

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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G11/00Limiting amplitude; Limiting rate of change of amplitude ; Clipping in general
    • H03G11/02Limiting amplitude; Limiting rate of change of amplitude ; Clipping in general by means of diodes
    • 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

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine nichtlineare Verstärkeranordnung, insbesondere logarithmischen Verstärker, mit mehreren, in Kaskade geschalteten
is gleichartigen Stufen und mit jeweils einem Operationsverstärker in jeder Stufe, der einen Inverterverstärker, eine vom Ausgang auf de» Eingang des Inverterverstärkers gekoppelte Rückkoppelimpedanz und eine an den Eingang des Inverterverstärkers angekoppelte Ein gangsimpedanz aufweist wobei die Verstärkung des Operationsverstärkers gleich dem Verhältnis der Rückkoppelimpedanz zur Eingangsimpedanz ist
Es ist grundsätzlich bekannt, die Verstärkungscharakteristik von Verstärkern durch Schwellwertstufen in
Rückkopplungskreisen nichtlinear zu gestalten.
So ist aus der der US-PS 32 06 685 ein nichtlinearer mehrstufiger Gegentaktverstärker bekanntgeworden, dessen in Kaskade geschaltete Stufen jeweils durch ein Paar vcn Verstärkerelementen gebildet sind. Über einen Eingangskreis wird der ersten Stufe ein zu verstärkendes Eingangswechselsignal variabler Amplitude zugeführt, während die letzte Stufe über einen Ausgangskreis an eine Last angekoppelt ist Weiterhin ist zwischen die erste und letzte Stufe einerseits ein Paar von Gegenkopplungszweigen zur Stabilisierung der Verstärkung und andererseits ein Paar von Mitkopplungszweigen geschaltet, wobei diese Mitkopplungszweige die Verstärkung zu erhöhen suchen. Die Gegenkopplungszweige und die Mitkopplungszweige
•»ο sind über Schaltstufen in Form von jeweils zwei antiparallel geschalteten Dioden miteinander gekoppelt, welche auf die Größe und die Polarität des Ausgangssignals ansprechen, um für alle einen vorgegebenen Wert übersteigenden Eingangssignalgrößen einen Teil jedes Mitkopplungszweiges mit einem entsprechenden Gegenkopplungszweig parallel zu schalten. Damit kann die Verstärkung für Eingangssignalwerte, die größer als der vorgegebene Wert sind, auf einen Wert abgesenkt werden, der kleiner als der Verstärkungswert für unter dem vorgegebenen Wert liegende Eingangssignalwerte ist.
Durch eine solche Ausgestaltung eines Verstärkers ist es möglich, die Verstärkercharakteristik an nichtlineare Lastcharakteristiken in der Weise anzupassen, daß sich insgesamt eine lineare Abhängigkeit des Ausgangssignals vom Eingangssignal ergibt. Eine logarithmische Verstärkercharakteristik ergibt sich jedoch insgesamt nicht Weiterhin ist aus der US-PS 30 61 789 ein logarithmi scher Video-Zwischenfrequenzverstärker bekanntge worden, der zwei Kanäle für das zu verstärkende Signal aufweist. Ein Kanal wird dabei durch einen mehrstufigen Transistorverstärker gebildet, während ein weiterer Kanal durch eine Verzögerungsleitung gebildet wird, die jeweils mit einem Abschnitt an jeweils eine Stufe des Transistorverstärkers angekoppelt ist. Das zu verstärkende Signal läuft einmal über den mehrstufigen Transistorverstärker und erscheint verstärkt an seinem
Ausgang. Dies gilt so lange, wie die Verstärkertransistoren im linearen Bereich arbeiten. Zum anderen werden die Ausgangssignale der Einzelstufen jeweils in die Verzögerungsleitung eingekoppelt und dem Signal am Verstärkerausgang aberlagert Steigt jedoch der Pegel 5 des Eingangssignals so weit daß die Stufen des Transistorverstärkers ausgehend von dör letzten Stufe sukzessive in die Sättigung gesteuert werden, so trägt jede in die Sättigung gesteuerte Stufe nicht mehr zur Verstärkung bei. Es erfolgt vielmehr nur noch eine Gleichrichtung an der Basis-Emitterstrecke des Transistors in dieser Stufe, so daß die Verstärkung jeweils abnimmt wenn eine Stufe in die Sättigung gelangt Ein solcher Verstärker ist aber sehr aufwendig, da für seine Funktion eine zusätzliche Verzögerungsleitung erforderlich ist die in ihrer Verzögerungscharakteristik auch noch auf die Verzögerung in dem auf die Zwischenfrequenz abgestimmten mehrstufigen Verstärker abgestimmt werden muß.
Ein mehrstufiger logarithmischer Verstärker, bei dem die einzelnen Stufen ebenfalls sukzessive in die Sättigung gesteuert werden, ist ebenfalls aus der Zeitschrift »Electronic Engineering«, Juli 1962, Seiten 444 bis 449 bekannt
Aus der US-PS 31 97 627 ist ein Funktionsgenerator bekanntgeworden, mit dem logarithmische Charakteristiken realisierbar sind. Dieser Funktionsgenerator ist im Prinzip so aufgebaut daß am Eingang eines Verstärkers ein ein Schaltelement in Form einer Diode enthaltender Nebenschlußzweig liegt der vom Verstärkereingang bei in Durchlaßrichtung geschalteter Diode einen Teil des Eingangssignals ableitet so daß sich als Funktion des leitenden oder gesperrten Zustandes der Diode unterschiedliche Steigungen des funktioneilen Zusammenhangs zwischen Eingangs- und Ausgangssignal ergeben. Die Steigung in dem durch die in Durchlaßrichtung geschaltete Diode festgelegten Bereich kann durch Einschaltung von Widerständen in den Nebenschlußzweig variiert werden. Nachteilig dabei ist jedoch, daß der Nebenschlußzweig für den durch die gesperrte Diode definierten Kennlinienbereich nicht in die Dimensionierung für diesen Kennlinienbereich mit einbezogen werden kann, da er bei gesperrter Diode wirkungslos ist
Aus der Zeitschrift »Frequenz«, Bd. 22, 1968, Heft 5, Seiten 145 bis 151 ist ein logarithmischer Verstärker bekanntgeworden, bei welchem dem Ausgangswiderstand in Abhängigkeit vom Wert des Eingangssignals oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes über eine dann durchgeschaltete Diode ein die Verstärkung absenkender Widerstand parallelgeschaltet wird. Auch dabei tritt der Nachteil auf, daß dieser parallel zu schaltende Widerstand unterhalb des Schwe'lwertes unwirksam ist und damit nicht in die Gesamtdimensionierung des Verstärkers einbezogen werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen nichtlinearen Verstärker, insbesondere logarithmischen Verstärker anzugeben, bei dem durch Zu- und Abschaltung von Widerständen bzw. Impedanzen eine Modifikation der Verstärkung realisierbar ist, wobei jedoch die zu- und abschaltbaren Impedanzen in beiden Schaltzuständen in die Gesamtdimensionierung einbeziehbar sind.
Diese Aufgabe wird bei einer nichtlinearen Verstärkeranordnung der eingangs genannten Art erlin- tv-> dungsgemäß dadurch gelöst, daß die Eingangsirnpedanz durch die Reihenschaltung zweier Impedanzkomponenten gebildet ist, und daß wenigstens einer Impedanzkomponente ein Begrenzer parallel geschaltet ist der bei einem vorgegebenen Wert der Eingangssignalamplitude von einem Impedanzwert in der Größenordnung der parallelliegenden Impedanzkomponente auf einen gegen die parallelliegende Impedanzkomponente großen Impedanzwert umschaltet
Obwohl die im vorstehenden gekennzeichnete erfindungsgemäße Verstärkeranordnung vielseitig verwendbar ist wird sie speziell als logarithmischer Verstärker für ein in einem Spektralanalysengerät verarbeitetes Signal verwendet Ein derartiges Spektralanalysengerät trennt verschiedene Frequenzkomponenten eines Signals und zeigt diese Signalkomponenten als Frequenz-Amplitudenzusammenhang an. Die erfindungsgemäße logarithmische Verstärkeranordnung ermöglicht die Anzeige eines dynamischen Amplitudenbereichs von 60 Dezibel auf einer linearen Skala. Der logarithmische Verstärker erzeugt ein Ausgangssignal, das im Zwischenfrequenz- oder Videofrequenzbereich mit dem Eingangssignal in einem logarithmischen Funktionszusammenhang steht Dabei erfolgt eine Kompression eines großen Bereichs der Eingangssignalamplitude in einen kleinen Ausgangsbereich, welcher mit dem Eingangsbereich in logarithmischem Zusammenhang steht
Der erfindungsgemäße logarithmische Verstärker besitzt neben der Möglichkeit der Einbeziehung der schaltbaren Impedanzkomponente in die Gesamtdimensionierung weiterhin den Vorteil, daß seine Stufen gleichartig ausgebildet und voneinander entkoppelt sind, wobei jedoch jeweils die gleiche Gleichvorspannung anliegt so daß die Verstärkeranordnung insgesamt einfach und billig im Aufbau ist. Darüber hinaus sind der erfindungsgemäßen Verstärkeranordnung keine Beschränkungen der Mittenfrequenz oder der Bandbreite eigen. Schließlich ist die erfindungsgemäße Verstärkeranordnung in sich thermisch stabilisiert und unempfindlich gegen Änderungen der Eigenschaften der Schaltungskomponenten.
Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsformen gemäß den Figuren der Zeichnung näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild einer nichtlinearen Verstärkeranordnung gemäß der Erfindung;
Fig.2 ein Schaltbild einer Ausführungsform einer logarithmischen Verstärkeranordnung gemäß der Erfindung; und
F i g. 3 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Spektralanalysengerätes mit einer logarithmischen Verstärkeranordnung nach F i g. 2.
Wie F i g. 1 zeigt, enthält die nichtlineare Verstärkeranordnung gemäß der Erfindung eine Vielzahl von in Kaskade geschalteten gleichartigen Stufen. Jede Stufe enthält einen Operationsverstärker und einen Begrenzer, welcher parallel zu einem Teil einer Eingangs-Koppelimpedanz des Operationsverstärkers liegt So enthält eine erste Stufe der nichtlinearen Verstärkeranordnung gemäß der Erfindung einen Operationsverstärker, welcher durch einen Inverterverstärker 10, einer, zwischen dessen Ausgang und Eingang geschalteten Gegenkopplungswiderstand 12 und einen Eingangs-Kopp?! widerstand aufweist. Dieser Eingangs-Koppelwiderstand umfaßt zwei in Serie geschaltete Widerstände 14 und 16, welche zwischen der. Eingang des Verstärkers und eine Eingangsklemme 18 der Verstärkeranordnung geschaltet sind. Bei diesen beiden
Widerständen handelt es sich um einen ersten Eingangswiderstand Z\ und einen zweiten Eingangswiderstand Zi. Der konventionell ausgebildete Operationsverstärker besitzt aufgrund der hohen inneren Verstärkung des fnvcrterverstärkers 10 und der Gegenkopplung eine äußere Verstärkung, welche im wesentlichen gleich dem Verhältnis Z(IZin Rückkoppelimpedanz Z( und des Koppelwiderstandes Z,„ ist.
Gemäß der Erfindung wird die Verstärkung des Operationsverstärkers durch Änderung des Wertes des Eingangs-Koppelwiderstandes Z,„ mittels eines Begrenzers 20 geändert, welcher parallel zum ersten Eingangs-Koppelwiderstand 14 bzw. Z\ liegt. Der Begrenzer kann ein stromgesteuerter Dioden-Begrenzer sein. Der Begrenzer 20 erhält eine Ruhevorspannung, derart, daß er eine kleine Impedanz ZL annimmt, weiche etwa gleich oder kleiner als der Widerstandswert des ersten Eingangswiderstandes 14 ist. Damit wird die gesamte Parallelimpedanz der Größen Z\ und Zl durch beide Größen festgelegt. Wenn jedoch die Amplitude des auf den Begrenzer 10 gegebenen Eingangssignals einen vorgegebenen, durch den Gleichvorstrom in den Begrenzerdioden eingestellten Wert überschreitet, so schaltet der Begrenzer in einen Zustand extrem hoher Impedanz um. Bei dieser Bedingung hoher Impedanz ist die gesamte Parallelimpedanz der Größen Z\ und Zl im wesntl. gleich der Impedanz Z\ des ersten Eingangswiderstandes 14. Daher ist dann die gesamte Eingangskoppelimpedanz Zin gleich der Summe des ersten Eingangswiderstandes Z\ und des zweiten Eingangswiderstandes Zi.
Die zweite Stufe enthält ebenfalls einen durch einen Inverterverstärker 22 gebildeten Operationsverstärker, bei dem ein Gegenkopplungswiderstand 24 zwischen Ausgang und Eingang und ein Eingangs-Koppel widerstand Zin in Form eines Paars von in Serie geschalteten Widerständen 26 und 28 vorgesehen ist, welche zwischen den Eingang des Verstärkers 22 und den Ausgang des Verstärkers 10 geschaltet sind. Weiterhin liegt parallel zum ersten Eingangskoppelwiderstand 26 ein zweiter Begrenzer 30 welcher ebenso wie der oben beschriebene Begrenzer 20 arbeitet Es ist zu bemerken, daß der Begrenzer 30 durch das auf die Eingangsklemme 18 gegebene Eingangssignal eher als der Begrenzer 20 geschaltet wird, da dieses Eingangssignal vor der Einspeisung in den Begrenzer 30 durch die erste, den Verstärker 10 enthaltende Stufe verstärkt wird. Obwohl also die beiden Begrenzer 20 und 30 den gleichen Ruhestrom erhalten und bei demselben Signalstromwert geschaltet werden, wird der Begrenzer 30 der zweiten Stufen aufgrund der Verstärkung der vorhergehenden Stufe zuerst geschaltet
Wenn der nichtlineare Verstärker nach F i g. 1 als logarithmischer Verstärker verwendet wird, so besitzt jede Stufe die gleiche Verstärkungscharakteristik, welche sich von einem großen Verstärkungswert größer als eins auf einen kleinen Verstärkungswert gleich eins ändert, wenn der Begrenzer der jeweiligen Stufe in einen Zustand hoher Impedanz geschaltet wird. Daher bildet jede Stufe ein Segment einer logarithmischen Kurve, welche den Zusammenhang zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal der logarithmischen Verstärkeranordnung angibt Anstelle der dargestellten zwei Stufen können auch mehrere gleichartige Stufen vorgesehen werden, was schematisch durch eine gestrichelte Linie 31 dargestellt ist, wobei die weiteren Stufen zwischen den Ausgang der zweiten Stufe und einer Ausgangsklemme 32 der Verstärkeranordnung geschaltet sind. Im Betrieb werden die Stufen aus derr Betriebszustand hoher Verstärkung in den Betriebszu stand mit der Verstärkung 1 im Vergleich zu ihrei Zusammenschaltung in umgekehrter Folge bzw. ir sukzessiver Folge von der Ausgangsklemme 32 zui Eingangsklemme 18 der logarithmischen Verstärkeranordnung umgeschaltet.
Die Begrenzer 20 und 30 können stromgesteuertc Schalter, wie beispielsweise Dioden sein, welche in der
ίο leitenden Zustand vorgespannt sind, in dem sie eine geringe Impedanz von etwa 800 Ohm besitzen. Wenn das Eingangssignal diese Dioden in einen Zustand hohei Impedanz, d. h. in Sperrichtung schaltet, so können sie als Leerlauf, d. h. als unendlich große Impedanz betrachtet werden. Aus Ternperaturkompensaiions· gründen kann der stromgesteuerte Begrenzer durch eir Paar von gegensinnig in Serie geschalteten Dioder gebildet werden.
Die Gesamtverstärkung Gt der logarithmischer
2ü Verstärkeranordnung ist das Produkt der Einzelverstär kungen der Stufen Gt = Gi χ ft χ ft χ ..., wöbe jede Stufe eine Verstärkung besitzt, welche gleich derr Verhältnis Z^Z1n ist. Wie oben angegeben, isi Z1n = Zi + X, worin X — dem gesamten Parallelwider stand der Größe Zi des ersten Eingangswiderstandes If oder 18 und des Widerstandes Zl des Begrenzers 2C oder 30 im Zustand kleiner Impedanz oder einfach gleich Z\ im Zustand großer Impedanz des Begrenzer: ist Wenn der Begrenzer in den Zustand hohei Impedanz umschaltet, so ändert sich die Verstärkung der Stufe auf l.so daß ZfZ(Zx + Z2) = 1 ist
Eine Ausführungsform einer logarithmischen Ver Stärkeranordnung gemäß der Erfindung mit fünf Stufer 34,36,38,40 und 42 ist in F i g. 2 dargestellt, wobei jede Stufe von der ihr folgenden aus Gründen dei Verdeutlichung durch eine gestrichelte Linie 44 abgetrennt ist. Da die Stufen identisch ausgebildet sind wird lediglich die erste Stufe 34 im Detail beschrieben In F i g. 2 sind Elemente, welche denen nach F i g. 1 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dei Operationsverstärker enthält einen Inverterverstärker-Transistor 10', welcher ein npn-Transistor ist. Dei Emitter dieses Transistors ist geerdet, während sein Kollektor über einen Lastwiderstand 46 von 1,5 k-Ohm an eine positive Gleichspannung von +10 V angeschaltet ist Zwischen den Kollektor und die Basis des Transistors 10' ist ein Rückkoppelwiderstand 12 vor 4,02 k-Ohm geschaltet Die Eingangs-Koppelwiderstände 14 und 16 von 3,83 k-Ohm bzw. 200 Ohm sind übet eine Wechselspannungs-Koppelkapazität 48 von 0,001 Mikrofarad an die Basis des Transistors 10' angeschaltet Der Begrenzer 20 enthält ein Paar von gegensinnig in Serie geschalteten Dioden 50,52, deren Kathoden an jeweils einer Klemme des ersten Eingangswiderstandes 16 liegen und deren Anoden über einen Vorspannungswiderstand 54 von 50 Ohm gemeinsam an einer Gleichspannung g von + 10 V liegen. Ein weiteres Paa: von Vorspannungswiderständen 56 und 58 von jeweils 100 k-Ohm liegt zwischen einer negativen Vorspannung von — 10 V und den Kathoden der Dioden 50 und 52 Daher sind die Begrenzerdioden 50 und 52 beide im Durchlaß vorgespannt, wobei in jeder Diode ein Gleichstrom von etwa 100 Mikroampere fließt Der Inverterverstärker-Transistor 10 ist ebenfalls in den leitenden Zustand vorgespannt da seine Basis über einen Vorspannungswiderstand 60 von 12 k-Ohm an einer negativen Gleichvorspannung von — 10 V liegt
Eine weitere Wechselspannungs-Koppelkapazität 62
von 0,001 Mikrofarad ist zwischen die Kathode der Diode 50 und die Eingangsklemme 18 der loganthmischen Verstärkeranordni.'ne geschaltet. Diese Kapazität wirkt ebenso wie die Koppelkapazität 48 primär als Gleichstrom-Entkoppelkapazität. Aus Gründen der Anpassung an die Eingangssignalquelle liegt zwischen der Eingangsklemme 18 und Erde ein Eingangs-Ableitwiderstand 64 von 51 Ohm.
Die logarithmische Verstärkeranordnung nach F i g. 2 besitzt eine Mittenfrequenz von 5 MHz und eine Bandbreite von 1 MHz. Dieser Verstärker kann in einem dynamischen Amplitudenbereich von 60 Dezibel arbeiten, wobei jede der fünf Stufen eine Verstärkung von 4 im Zustand kleiner Impedanz der Begrenzer besitzt.
Die Gesamtverstärkung der logarithmischen Verstärkeranordnung ist etwa gleich 1000. Daher erscheint ein auf die Eingangsklemme 18 gegebener Eingang von 150 Mikro-Volt an der Ausgangsklemme 32 als Ausgangssignal mit 150 Millivolt. Wenn die Amplitude der Eingangsspannung um einen Faktor 1000 bzw. bis zur Grenze von 60 Dezibel des dynamischen Bereiches zunimmt, so wächst die Ausgangsspannung lediglich etwa um den Faktor 24, so daß sich für eine Eingangsspannung von 150 Millivolt eine Ausgangsspannung von 3,6 Volt ergibt.
F i g. 3 zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen logarithmischen Verstärkers 66 gemäß F i g. 2 bei einem bekannten Spektralanalysegerät, wie es beispielsweise in der US-PS 34 87 314 näher beschrieben ist, wobei der Verstärker 66 zwischen den Ausgang eines Zwischenfrequenz-Signalverstärkers 68 und den Eingang eines
ίο Videosignal-Detektors 70 zur Verstärkung des zu analysierenden Signals geschaltet ist. Ein auf einer Eingangsklemme 72 eines Eingangskreises 74 des Spektralanalysengerätes gegebenes Hochfrequenz-Signal wird in ein Zwischenfrequenzsignal überführt, das zur Kompression seines Amplitudenbereiches über den logarithmischen Verstärker 66 geschickt wird, bevor es in den Video-Detektor 70 gelangt, und in ein auf eine Ausgangsklemme 76 des Spektralanalysengerätes videofrequentes Signal überführt wird. Andererseits ist es auch möglich, zur Verstärkung des Videosignals einen logarithmischen Verstärker zwischen den Video-Detektor 70 und die Ausgangsklemme 76 zu schalten.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Nichtlineare Verstärkeranordnung insbesondere logarithmischer Verstärker mit mehreren, in Kaskade geschalteten gleichartigen Stufen und mit jeweils einem Operationsverstärker in jeder Stufe, der einen Inverterverstärker, eine vom Ausgang auf den Eingang des Inverterverstärkers gekoppelte Rückkoppelimpedanz und eine an den Eingang des Inverterverstärkers angekoppelte Eingangsimpedanz aufweist, wobei die Verstärkung des Operationsverstärkers gleich dem Verhältnis der Rückkoppelimpedanz zur Eingangsimpedanz ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsimpedanz (14,16,.... 26,28) durch die Reihenschaltung zweier Impedanzkomponenten (14 bzw. 16,.., 26 bzw. 28) gebildet ist, und daß wenigstens einer
Impedanzkomponente (14 26) ein Begrenzer
(20,.., 30) parallel geschaltet ist, der bei einem vorgegebenen Wert der Eingangssignalamplitude von einem Impedanzwert in der Größenordnung der parallelliegenden Impedanzkomponente (14.... 26) auf einen gegen die parallelliegende Impedanzkomponente großen Impedanzwert umschaltet
2. Verstärkeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer logarithmischen Verstärkercharakteristik jede Stufe (34,36, 38, 40, 42) die gleiche Verstärkung mit einem Wert größer 1 bei kleiner Impedanz ihres Begrenzers (20) und die Verstärkung 1 bei großer Impedanz ihres Begrenzers besitzt.
3. Verstärkeranordnung nach Anspruch 1 und/ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkoppelimpedanzen (12) und die Eingangsimpedanzen (14,16) Widerstände sind.
4. Verstärkeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzer (20) stromgesteuerte Schalter sind.
5. Verstärkeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter ein Paar von Dioden (SO, 52) umfassen, welchen in gegensinniger Reihenschaltung über der ersten Widerstandskomponente (14) der Eingangsimpedanzen (14, 16) liegen, und daß eine zweite Widerstandskomponente (16) der Eingangsimpedanzen zwischen die erste Widerstandskomponente und den Eingang der Inverterverstärker (10) geschaltet ist.
6. Verstärkeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzer (20) weiterhin einen ersten, an den Verbindungspunkt der Dioden (50, 52) geschalteten Vorspannungswiderstand (54) und ein Paar von zweiten, jeweils an die andere Klemme der Dioden geschalteten Vorspannungswiderständen (56, 58) aufweisen.
7. Verstärkeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Kapazität eines Paars von Koppelkapazitäten (48, 62) in Serie mit den Dioden (50, 52) an jeweils ein Ende der Begrenzer (20) und jeweils eine (48) der beiden Koppelkapazitäten zwischen die erste und zweite Widerstandskomponente (14, 16) der Eingangs-Koppelimpedanzen geschaltet ist.
8. Verstärkeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Inverterverstärker (10) in jeder Stufe (34,36,38,40, 42) als Transistorverstärker (10') in Emitterschaltung ausgebildet ist
9. Verwendung einer Verstärkeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einem Spektralanalysengerät, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen den Ausgang eines Zwischenverstärker; (68) und den Eingang eines Video-Detektors (70) gekoppelt ist
DE2134414A 1970-07-09 1971-07-09 Nichtlineare Verstärkeranordnung, insbesondere logarithmischer Verstärker Expired DE2134414C3 (de)

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Publication Number Publication Date
DE2134414A1 DE2134414A1 (de) 1972-01-13
DE2134414B2 DE2134414B2 (de) 1978-09-14
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DE2134414A Expired DE2134414C3 (de) 1970-07-09 1971-07-09 Nichtlineare Verstärkeranordnung, insbesondere logarithmischer Verstärker

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CA (1) CA928806A (de)
DE (1) DE2134414C3 (de)
FR (1) FR2100409A5 (de)
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US4418317A (en) * 1981-05-18 1983-11-29 Tektronix, Inc. Logarithmic amplifier utilizing positive feedback

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DE2134414B2 (de) 1978-09-14
JPS5235270B1 (de) 1977-09-08
NL7109149A (de) 1972-01-11
US3646456A (en) 1972-02-29
CA928806A (en) 1973-06-19
DE2134414A1 (de) 1972-01-13
FR2100409A5 (de) 1972-03-17
GB1299322A (en) 1972-12-13

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