Ojačevalnik s kvadratnim korenom je vezje, ki sprejme signal kot vhod in proizvede izhod, ki je kvadratni koren vhodnega signala. Ta vrsta ojačevalnika se pogosto uporablja v aplikacijah, kjer je treba stisniti amplitudo signala, na primer v vezjih za obdelavo zvoka ali samodejno krmiljenje ojačanja (AGC).
Tukaj je opisano, kako oblikovati preprost ojačevalnik kvadratnega korena z uporabo operacijskih ojačevalnikov (operacijskih ojačevalnikov):
1. Osnovno načelo:
Osnovno načelo ojačevalnika kvadratnega korena je uporaba napetostno krmiljenega ojačevalnika (VCA), katerega ojačanje je sorazmerno kvadratnemu korenu vhodne krmilne napetosti. To lahko dosežemo z uporabo logaritemskega ojačevalnika ali eksponentnega ojačevalnika.
2. Logaritemski ojačevalnik:
Eden od pristopov je uporaba operacijskega ojačevalnika v logaritemski konfiguraciji. Logaritemsko razmerje med vhodno napetostjo (Vin) in izhodno napetostjo (Vout) je mogoče doseči z uporabo diode in upora. Izhodna moč logaritemskega ojačevalnika je sorazmerna z logaritmom vhodne napetosti.
3. Eksponentni ojačevalnik:
Za pridobitev razmerja kvadratnega korena lahko uporabimo drug operacijski ojačevalnik kot eksponentni ojačevalnik. To lahko storite s povezavo kondenzatorja in upora v povratni poti operacijskega ojačevalnika. Izhodna moč eksponentnega ojačevalnika je sorazmerna z eksponentno vhodno napetostjo.
4. Združevanje ojačevalnikov Log in Exp:
Končni ojačevalnik kvadratnega korena je mogoče dobiti s kaskadnim združevanjem logaritemskega ojačevalnika in eksponentnega ojačevalnika. Izhod logaritemskega ojačevalnika se napaja na vhod eksponentnega ojačevalnika, da se ustvari izhod, ki je sorazmeren s kvadratnim korenom vhodne napetosti.
5. Topologija vezja:
Sledi poenostavljen diagram vezja ojačevalnika s kvadratnim korenom, ki uporablja operacijske ojačevalnike:
[Slika diagrama vezja ojačevalnika kvadratnega korena]
V tem vezju je operacijski ojačevalnik U1 konfiguriran kot logaritemski ojačevalnik z uporabo diode D1 in upora R1. Izhod U1 je nato povezan z vhodom U2, ki je konfiguriran kot eksponentni ojačevalnik z uporabo kondenzatorja C1 in upora R2.
6. Izbira komponente:
Vrednosti komponent (dioda, upori in kondenzator) je treba izbrati na podlagi želenega ojačanja in frekvenčnega odziva ojačevalnika s kvadratnim korenom. Morda bo potrebna tudi pravilna prednapetost operacijskih ojačevalnikov.
7. Izhodna prilagoditev:
Izhod ojačevalnika s kvadratnim korenom je mogoče prilagoditi s spreminjanjem ojačanja eksponentnega ojačevalnika (U2). To lahko storite tako, da spremenite vrednost povratnega upora R2.
8. Praktični premisleki:
Pri praktičnih izvedbah je treba upoštevati dejavnike, kot so temperaturna stabilnost, hrup in omejitve pasovne širine. Za reševanje teh težav bo morda potrebno dodatno vezje.
Če sledite temu pristopu, lahko oblikujete ojačevalnik kvadratnega korena z operacijskimi ojačevalniki, da dosežete nelinearno razmerje med vhodnimi in izhodnimi signali.