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使用对数放大器提高宽动态范围射频和光链路的灵敏度和性能
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2022-11-25
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RF 和一些光学数据链路中接收到的信号可能跨越 100 dB 或更大的宽动态范围。由于不断变化的信道条件、天线位置和其他因素，它们的信号强度通常会连续且不受控制地变化。接收通道设计人员面临的挑战是缩放这种范围广泛的信号，以便最大限度地提高前端对低电平信号的灵敏度，同时又不会使系统在更高幅度的信号上过载。缩放的结果是改进的信噪比、增强的信道灵敏度和更好的SNR性能。RF 和一些光学数据链路中接收到的信号可能跨越 100 dB 或更大的宽动态范围。由于不断变化的信道条件、天线位置和其他因素，它们的信号强度通常会连续且不受控制地变化。接收通道设计人员面临的挑战是缩放这种范围广泛的信号，以便最大限度地提高前端对低电平信号的灵敏度，同时又不会使系统在更高幅度的信号上过载。缩放的结果是改进的信噪比、增强的信道灵敏度和更好的SNR性能。传统的线性放大器，无论其其他功能如何，都无法处理如此广泛的信号。所需要的是一个放大器，它可以实时连续测量输入的宽范围信号电平，以便系统可以使用该强度指示来控制通道的增益参数。传统的线性放大器，无论其其他功能如何，都无法处理如此广泛的信号。所需要的是一个放大器，它可以实时连续测量输入的宽范围信号电平，以便系统可以使用该强度指示来控制通道的增益参数。该解决方案以专用的全模拟对数放大器（log amp）的形式出现。该设备产生的输出电压与输入信号振幅的对数 (log) 成正比。对数放大器可以处理动态范围为 50 至 100 dB 或更高、频率可达数百兆赫 (MHz) 甚至千兆赫 (GHz) 的信号。该解决方案以专用的全模拟对数放大器（log amp）的形式出现。该设备产生的输出电压与输入信号振幅的对数 (log) 成正比。对数放大器可以处理动态范围为 50 至 100 dB 或更高、频率可达数百兆赫 (MHz) 甚至千兆赫 (GHz) 的信号。由于输出是输入值的对数，因此该输出可以跨越几十年的输入范围振幅。回想一下，60 dB 对应于 1000:1 的电压比或三个数量级，而 100 dB 对应于 100,000:1 的电压比或五个数量级。由于输出是输入值的对数，因此该输出可以跨越几十年的输入范围振幅。回想一下，60 dB 对应于 1000:1 的电压比或三个数量级，而 100 dB 对应于 100,000:1 的电压比或五个数量级。本专题将介绍对数放大器的应用和特点，指出关键参数，建议如何选择对数放大器，并提供对数放大器示例及其典型应用。本专题将介绍对数放大器的应用和特点，指出关键参数，建议如何选择对数放大器，并提供对数放大器示例及其典型应用。应用包括接收、发送路径应用包括接收、发送路径对数放大器可用于解决多种多样的射频和光纤通道问题。让我们讨论三个：蜂窝基站、雷达和声纳以及功率放大器。对数放大器可用于解决多种多样的射频和光纤通道问题。让我们讨论三个：蜂窝基站、雷达和声纳以及功率放大器。1：由于运动和方向、干扰、屏蔽和手机用户无法控制的其他因素，蜂窝基站接收器必须适应来自距离不同、范围广泛且不断变化的手机的信号. 同样，由于传播条件和信号路径环境的其他不可控问题，服务于普通地面服务和奇特航天器的远程无线电接收器必须接受信号强度不断变化的信号。1：由于运动和方向、干扰、屏蔽和手机用户无法控制的其他因素，蜂窝基站接收器必须适应来自距离不同、范围广泛且不断变化的手机的信号. 同样，由于传播条件和信号路径环境的其他不可控问题，服务于普通地面服务和奇特航天器的远程无线电接收器必须接受信号强度不断变化的信号。为了动态调整接收器前端增益，对数放大器用于提供类似于“包络检测器”的接收信号强度指示器 (RSSI)（图 1）。反过来，该指示信号对于保持信号链增益的最佳控制至关重要，尽管条件变化很大。这样做允许后续的解调电路在严格限定的、定义明确的信号幅度上运行。这最大限度地提高了解调器在精度、线性度和误码率 (BER)（对于数字信号）方面的性能。为了动态调整接收器前端增益，对数放大器用于提供类似于“包络检测器”的接收信号强度指示器 (RSSI)（图 1）。反过来，该指示信号对于保持信号链增益的最佳控制至关重要，尽管条件变化很大。这样做允许后续的解调电路在严格限定的、定义明确的信号幅度上运行。这最大限度地提高了解调器在精度、线性度和误码率 (BER)（对于数字信号）方面的性能。
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