一种对数放大器

技术领域

本发明涉及电路结构技术领域，具体涉及一种对数放大器。

背景技术

对数放大器，是指输出信号幅度与输入信号幅度呈对数函数关系的放大电路。主要将信号转换成其等效对数值涉及到一种非线性运算放大器。

目前常规的火焰离子化检测(flame ionization detector，简称为FID)检测中，检测端收集到的信号值跨度非常大，最小是pA级别，最大能达到mA级别，普通的流压转换电路必须要通过切换增益来调整测量范围，在切换增益时会出现扰动。基于此，提出了一种对数放大器的电路。在低频下，对数放大器具有宽动态范围和高直流精度。在输入小信号时，对数放大器呈现线性放大的特性，增益大；在输入大信号时，它呈现出对数特性，信号越大，增益越低。

因为需要检测的信号非常小，达到超微电流检测领域，所以选择的运放必须具有以下特性：低输入偏置电流、低失调电流、高输入阻抗、低噪声、低温漂。选择的三极管必须有很好的一致性、温漂小。如图1所示，根据现有技术中的对数放大电路，输出电压

其中，V

从该公式中看出，其性能的主要影响因素是温度，温度变化对这个电路的影响非常大。

针对现有技术中，对数放大电路受温度影响较大，导致对数放大电路性能较差的问题，还未提出有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种对数放大器，以解决现有技术中对数放大电路受温度影响较大，导致对数放大电路性能较差的问题。

为此，本发明实施例提供了如下技术方案：

本发明提供了一种对数放大器，包括：

第一子对数放大电路、第二子对数放大电路和第三子对数放大电路；

其中，所述第一子对数放大电路包括第一三极管和第一运算放大器，所述第一运算放大器的一个输入端输入参考电压，另一个输入端接地，所述第一三极管的集电极连接所述第一运算放大器的一个输入端，所述第一三极管的发射极连接所述第一运算放大器的输出端，所述第一三极管的基极接地；

所述第二子对数放大电路包括第二三极管和第二运算放大器，所述第一三极管的发射极连接所述第二三极管的基极，所述第二运算放大器的一个输入端连接被检测单元，作为电路的电流输入，所述第二运算放大器的另一个输入端连接至所述第二三极管的基极，所述第二三极管的集电极连接至所述第二运算放大器的输出端；

所述第三子对数放大电路包括第三三极管、第四三极管和第三运算放大器，所述第三三极管的发射极与所述第二三极管的发射极连接，所述第三三极管的基极和集电极与所述第四三极管的发射极连接，所述第四三极管的基极接地，所述第四三极管的集电极连接至所述第三运算放大器的一个输入端，所述第三运算放大器的另一个输入端接地，所述第三运算放大器的输出端作为对数放大电路的输出端。

可选地，所述第一子对数放大电路还包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻连接至所述输入参考电压与所述第一运算放大器的一个输入端之间。

可选地，所述第一子对数放大电路还包括第一电容和第三电阻，所述第一电容的一端连接至所述第一运算放大器的一个输入端，所述第一电容的另一端连接至所述第一运算放大器的输出端；所述第三电阻连接至所述第一运算放大器的输出端和所述第二三极管的基极之间。

可选地，所述第二子对数放大电路还包括第二电容，所述第二电容的一端连接至所述第二三极管的集电极，所述第二电容的另一端连接至所述第二运算放大器的输出端。

可选地，所述第二子对数放大电路还包括第四电阻，所述第四电阻连接在所述电流输入与所述第二运算放大器的一个输入端之间。

可选地，所述第二子对数放大电路还包括并联连接的二极管和第三电容，所述二极管的负极接地。

可选地，所述第二子对数放大电路还包括第五电阻，所述第五电阻连接在所述第二运算放大器的输出端与所述二极管的正极之间。

可选地，所述第三子对数放大电路还包括并联连接的第四电容和第六电阻，所述第六电阻的一端连接至所述第四三极管的集电极，所述第六电阻的另一端连接至所述第三子对数放大电路输出端。

可选地，所述第三子对数放大电路还包括并联连接的第五电容和第七电阻，所述第五电容和所述第七电阻的一端接地，另一端连接至所述第三子对数放大电路输出端。

可选地，所述第三子对数放大电路还包括第八电阻，所述第八电阻的一端连接至所述第三运算放大器的输出端，另一端连接至所述第七电阻。

本发明实施例技术方案，具有如下优点：

本发明实施例提供了一种对数放大器，包括：第一子对数放大电路、第二子对数放大电路和第三子对数放大电路；其中，第一子对数放大电路包括第一三极管和第一运算放大器，第一运算放大器的一个输入端输入参考电压，另一个输入端接地，第一三极管的集电极连接该第一运算放大器的一个输入端，第一三极管的发射极连接该第一运算放大器的输出端，第一三极管的基极接地；第二子对数放大电路包括第二三极管和第二运算放大器，第一三极管的发射极连接该第二三极管的基极，第二运算放大器的一个输入端连接被检测单元，作为电路的电流输入，第二运算放大器的另一个输入端连接至该第二三极管的基极，第二三极管的集电极连接至该第二运算放大器的输出端；第三子对数放大电路包括第三三极管、第四三极管和第三运算放大器，第三三极管的发射极与该第二三极管的发射极连接，第三三极管的基极和集电极与该第四三极管的发射极连接，第四三极管的基极接地，第四三极管的集电极连接至该第三运算放大器的一个输入端，第三运算放大器的另一个输入端接地，第三运算放大器的输出端作为对数放大电路的输出端。解决了现有技术中对数放大电路受温度影响较大，导致对数放大电路性能较差的问题，提升了对数放大电路的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中的对数放大器电路结构示意图；

图2是根据本发明实施例的一个对数放大器电路结构示意图；

图3是根据本发明实施例的另一个对数放大器电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本发明提供了一种对数放大器，图2是根据本发明实施例的一个对数放大器电路结构示意图，包括：第一子对数放大电路、第二子对数放大电路和第三子对数放大电路。

第一子对数放大电路包括第一三极管Q1和第一运算放大器A1，第一运算放大器A1的一个输入端输入参考电压V

第二子对数放大电路包括第二三极管Q2和第二运算放大器A2，第一三极管Q1的发射极连接第二三极管Q2的基极，第二运算放大器A2的一个输入端连接被检测单元，作为电路的电流输入，第二运算放大器A2的另一个输入端连接至第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的集电极连接至第二运算放大器A2的输出端。

第三子对数放大电路包括第三三极管Q3、第四三极管Q4和第三运算放大器A3，第三三极管Q3的发射极与第二三极管Q2的发射极连接，第三三极管Q3的基极和集电极与第四三极管Q4的发射极连接，第四三极管Q4的基极接地，第四三极管Q4的集电极连接至第三运算放大器A3的一个输入端，第三运算放大器A3的另一个输入端接地，第三运算放大器A3的输出端作为对数放大电路的输出端。

通过上述电路，V

图3是根据本发明实施例的另一个对数放大器电路结构示意图，如图3所示，第一子对数放大电路还包括第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1和第二电阻R2连接至输入参考电压V

第一子对数放大电路还包括第一电容C1和第三电阻R3，第一电容C1的一端连接至第一运算放大器A1的一个输入端，第一电容C1的另一端连接至第一运算放大器A1的输出端,第三电阻R3连接至第一运算放大器A1的输出端和第二三极管Q2的基极之间。

第二子对数放大电路还包括第二电容C2，第二电容C2的一端连接至第二三极管Q2的集电极，第二电容C2的另一端连接至第二运算放大器A1的输出端。

第二子对数放大电路还包括第四电阻R4，第四电阻R4连接在电流输入I

第二子对数放大电路还包括并联连接的二极管D1和第三电容C3，二极管D1的负极接地。

第二子对数放大电路还包括第五电阻R5，第五电阻R5连接在第二运算放大器A2的输出端与二极管D1的正极之间。

第三子对数放大电路还包括并联连接的第四电容C4和第六电阻R6，第六电阻R6的一端连接至第四三极管Q4的集电极，第六电阻R6的另一端连接至第三子对数放大电路输出端。

第三子对数放大电路还包括并联连接的第五电容C5和第七电阻R7，第五电容C5和第七电阻R7的一端接地，另一端连接至第三子对数放大电路输出端。

第三子对数放大电路还包括第八电阻R8，第八电阻R8的一端连接至第三运算放大器的输出端，另一端连接至该第七电阻R7。

参考电压V

为了进一步提成对数放大器的稳定性，具体地，输入电压/电流信号必须是正向的，调试时需增加屏蔽盒，重要的信号线要用等电势保护起来。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。