Pojačalo kvadratnog korijena je krug koji uzima signal kao ulaz i proizvodi izlaz koji je kvadratni korijen ulaznog signala. Ova vrsta pojačala često se koristi u aplikacijama gdje se amplituda signala treba komprimirati, kao što je audio obrada ili krugovi automatske kontrole pojačanja (AGC).
Evo kako dizajnirati jednostavno pojačalo kvadratnog korijena pomoću operacijskih pojačala (op-pojačala):
1. Osnovno načelo:
Osnovno načelo iza pojačala kvadratnog korijena je korištenje naponski upravljanog pojačala (VCA) čije je pojačanje proporcionalno kvadratnom korijenu ulaznog upravljačkog napona. To se može postići korištenjem logaritamskog pojačala ili eksponencijalnog pojačala.
2. Logaritamsko pojačalo:
Jedan pristup je korištenje operacijskog pojačala u logaritamskoj konfiguraciji. Logaritamski odnos između ulaznog napona (Vin) i izlaznog napona (Vout) može se postići korištenjem diode i otpornika. Izlaz logaritamskog pojačala proporcionalan je logaritmu ulaznog napona.
3. Eksponencijalno pojačalo:
Da bismo dobili odnos kvadratnog korijena, možemo koristiti drugo operacijsko pojačalo kao eksponencijalno pojačalo. To se može učiniti spajanjem kondenzatora i otpornika u povratnoj sprezi operacijskog pojačala. Izlaz eksponencijalnog pojačala proporcionalan je eksponencijalu ulaznog napona.
4. Kombinacija Log i Exp pojačivača:
Konačno pojačalo kvadratnog korijena može se dobiti kaskadnim spajanjem logaritamskog pojačala i eksponencijalnog pojačala. Izlaz logaritamskog pojačala dovodi se u ulaz eksponencijalnog pojačala kako bi se generirao izlaz koji je proporcionalan kvadratnom korijenu ulaznog napona.
5. Topologija kruga:
Slijedi pojednostavljeni dijagram kruga pojačala s kvadratnim korijenom koji koristi op-pojačala:
[Slika dijagrama strujnog kruga pojačala kvadratnog korijena]
U ovom krugu, operacijsko pojačalo U1 je konfigurirano kao logaritamsko pojačalo pomoću diode D1 i otpornika R1. Izlaz U1 zatim je spojen na ulaz U2, koji je konfiguriran kao eksponencijalno pojačalo pomoću kondenzatora C1 i otpornika R2.
6. Odabir komponente:
Vrijednosti komponenti (dioda, otpornici i kondenzator) trebaju se odabrati na temelju željenog pojačanja i frekvencijskog odziva pojačala s kvadratnim korijenom. Također može biti potrebno odgovarajuće prednapon operacijskih pojačala.
7. Podešavanje izlaza:
Izlaz pojačala kvadratnog korijena može se prilagoditi mijenjanjem pojačanja eksponencijalnog pojačala (U2). To se može učiniti promjenom vrijednosti povratnog otpornika R2.
8. Praktična razmatranja:
U praktičnim primjenama potrebno je uzeti u obzir čimbenike poput temperaturne stabilnosti, buke i ograničenja propusnosti. Za rješavanje ovih problema mogu biti potrebni dodatni sklopovi.
Slijedeći ovaj pristup, možete dizajnirati pojačalo s kvadratnim korijenom koristeći op-pojačala za postizanje nelinearnog odnosa između ulaznih i izlaznih signala.