Gabriel Cormier, Ph.D., ing. - Université de Moncton · On peut convertir en log en base 10 : log 10(x) = 0:4343ln(x) Le courant I s varie de fa˘con signi cative avec la temp erature,

GELE4011 Chapitre 6:Circuits non-lineaires

Gabriel Cormier, Ph.D., ing.

Universite de Moncton

Automne 2010

Gabriel Cormier (UdeM) GELE4011 Chapitre 6 Automne 2010 1 / 19

Contenu

1 Introduction

2 Amplificateur logarithmique

3 Circuit anti-log

4 Multiplicateurs


Introduction

Introduction

Amplificateurs logarithmiques :

Application :

Circuits analogiques complexesTraitement du signal

Permettent une sortie directement codee en dB

Permettent de compresser un signal

Cree en ajoutant un transistor dans le parcours de feedback d’unampli-op


Amplificateur logarithmique

Amplificateur logarithmique : circuit

−

+vi

Ri

vo

Transistors : Selon le circuit :

Ic = Is

(e

VbeVT

)ou

Vbe = VT ln

(IcIs

)VT = 26mV

vo = −Vbe et Ic =viRi

Alors :

vo = −VT ln

(viRiIs

)




La tension de sortie est fonction du ln de l’entree

On peut convertir en log en base 10 :

log10(x) = 0.4343 ln(x)

Le courant Is varie de facon significative avec la temperature, etmeme d’un transistor a un autre




Puisque Is varie significativement, la sortie peut varier beaucoup

Il faut bien calibrer et controler le circuit

Pour eliminer cette dependance sur Is, on ajoute un 2e circuit avectransistor

On ajoute un sommateur-inverseur a la sortie




−

+

−

+

−

+

vi

Ri

v1

R

+−Vref

Ri

v2

R

R

R

vo

v1 = VT ln

(viRiIs

)v2 = VT ln

(VrefRiIs

)

vo = v2 − v1

= VT ln

(viVref

)



Exemple de simulation

0

0.5

1

1.5

2

Vin

(V)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20−60

−40

−20

0

20t (ms)

Vout

(mV

)



Verification

Verifier les calculs : Vin = 1 sin(200πt) + 1.1

Valeur max a l’entree = 2.1V, ce qui donne une sortie

Vout = 0.026 ln(2.1) = 19 mV

Valeur min a l’entree = 0.1V, ce qui donne une sortie

Vout = 0.026 ln(0.1) = −60 mV



Verification

Attention aux signaux qui passent par zero : erreurs

Rappel : ln(0) = ind

Ex : avec sin(200πt) + 0.9, on obtient des erreurs




0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20−2

−1

0

1

2

Vin

Vout

t (ms)



Source negative

Avec une source negative comme entree :

Le pnp transmet le courant lors de l’amplification

Plus grande amplitude a la sortie

Ajouter un deuxieme pnp dans le circuit de reference pour utiliser unesource negative


Circuit anti-log

Circuit anti-log

Une fois les operations logarithmiques effectuees, il faut reconvertirles signaux

On utilise des amplificateurs exponentiels (anti-log)

On ajoute des transistors dans l’entree − de l’ampli-op


Circuit anti-log


−

+vi

Rf

vo

iC = ISevi/VT

vo = iCRf

= −ISRfevi/VT


Circuit anti-log

Circuit anti-log

La sortie du circuit anti-log n’est pas stable

Il faut que IS soit stable

Preferable d’avoir le npn et le pnp sur le meme substrat ; ex : LM394


Circuit anti-log


0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

−400

−200

0

200

t (ms)

Vout

(ms)

Vin = 0.4 + 0.3 sin(200πt)


Circuit anti-log


0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

5

10

t (ms)

Vout

(ms)

Vin = −0.4 + 0.3 sin(200πt)


Multiplicateurs

Multiplicateurs

Circuits logarithmiques servent comme multiplicateurs

Proprietes :

log(xy) = log(x) + log(y)

log(ab

)= log(a)− log(b)

log(xyz

)= log(x) + log(y)− log(z)


Multiplicateurs

Multiplicateurs

log

log

log

∑

inverseur

anti-log

ex

ey

eref− log(eref )

log(ex)

log(ey) exeyeref


Documents

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