Qu’est-ce qu’un amplificateur logarithmique ?
Un amplificateur logarithmique (anglais : logarithmic amplifier) est un amplificateur qui produit une conversion logarithmique d’un signal d’entrée. Il est utilisé pour traiter des signaux ayant une large plage d’entrée, car il a pour effet de comprimer le signal d’entrée et de le restituer. Comme la réponse en fréquence, les caractéristiques de température, etc. varient en fonction de la configuration de l’amplificateur logarithmique, il faut choisir la configuration appropriée à l’application. Un amplificateur qui restitue le signal comprimé par un amplificateur logarithmique est appelé amplificateur anti-logarithmique (amplificateur logarithmique inverse).
Utilisations des amplificateurs logarithmiques
Les amplificateurs logarithmiques peuvent être utilisés, par exemple, pour comprimer des signaux analogiques ayant une large plage dynamique, tels que ceux variant par chiffres, afin de les adapter à la plage d’entrée du convertisseur analogique/numérique lors de la conversion de signaux analogiques en signaux numériques à l’aide d’un convertisseur analogique/numérique (ADC).Les amplificateurs logarithmiques sont par exemple utilisés pour adapter des signaux dont les variations d’amplitude dépassent 100 dB à des amplificateurs opérationnels standard et à des CAN dont la plage dynamique est comprise entre 60 dB et 100 dB. Les amplificateurs logarithmiques sont utilisés dans de nombreux systèmes, notamment les systèmes de communication, les systèmes de mesure et les systèmes acoustiques.
Principe des amplificateurs logarithmiques
Les amplificateurs logarithmiques sont configurés de telle sorte que l’amplificateur présente un gain élevé pour les signaux de faible niveau et un gain progressivement plus faible pour les signaux de niveau plus élevé. Il existe deux types principaux de configurations d’amplificateurs logarithmiques. Il s’agit des amplificateurs logarithmiques à plusieurs étages et des amplificateurs logarithmiques à courant continu.
Dans un amplificateur logarithmique à plusieurs étages, plusieurs étages d’amplificateurs linéaires sont connectés en série et les sorties de chaque étage sont additionnées. Les signaux de faible niveau sont amplifiés séquentiellement par plusieurs étages d’amplificateurs linéaires afin d’obtenir un gain élevé. Lorsque le signal atteint un niveau plus élevé, la caractéristique de sortie du logarithme peut être obtenue en contrôlant le nombre d’étages d’amplificateurs linéaires additionnés à la sortie des amplificateurs linéaires.
Les amplificateurs logarithmiques à courant continu sont réalisés en utilisant des diodes dans la rétroaction du circuit amplificateur inverseur d’un amplificateur opérationnel. Au lieu d’une diode, on peut utiliser un transistor connecté à une diode. Une sortie logarithmique peut être obtenue en utilisant la partie de la diode ou du transistor dont les caractéristiques de tension et de courant sont logarithmiques.