Логарифмический усилитель

Логарифмический усилитель — вид электронных усилителей, выходное напряжение которого пропорционально натуральному логарифму входного напряжения. Логарифмические усилители могут совершать больший комплекс операций по сравнению с классическими линейными усилителями, и их схемы значительно отличаются.

Наиболее важной целью логарифмических усилителей является не усиление (хотя оно используется для достижения главной функции), главная цель логарифмических усилителей — сжатие сигнала широкого динамического диапазона к его децибельному эквиваленту. Возможно, более подходящий термин — логарифмический преобразователь, так как его главной функцией является преобразование сигнала из одной области представления в другую через определённую нелинейную трансформацию.

Для обычного случая, когда все переменные — напряжения, независимо от конструкции усилителя связь между переменными имеет следующий вид:

${\displaystyle V_{out}=V_{y}*log({\frac {V_{in}}{V_{x}}})}$

где ${\displaystyle V_{out}}$ — выходное напряжение, ${\displaystyle V_{y}}$ — напряжение наклона (логарифм обычно имеет основание 10, поэтому ${\displaystyle V_{y}}$ в этом случае берётся в Вольтах на декаду), ${\displaystyle V_{in}}$ — входное напряжение, ${\displaystyle V_{x}}$ — напряжение пересечения (напряжение ${\displaystyle V_{in}}$, при котором ${\displaystyle V_{out}=0}$). Все логарифмические усилители косвенно требуют определения двух значений: ${\displaystyle V_{x}}$ и ${\displaystyle V_{y}}$. Выражение математически неполно для описания демодуляции ЛУ, однако оно является простым для понимания основных принципов.

Самый простой логарифмический усилитель (т. н. традиционной схемотехники) — обычный операционный усилитель с диодом (или транзистором), включённым в цепь обратной связи. Однако сейчас существует большое количество логарифмических усилителей, построенных иным образом (например, с помощью ограничительных ячеек).