特征

使用方便，功能齊全

輸出縮放放大器

片上2.5V電壓基準(zhǔn)

高精度：50年內(nèi)0.2%FSO

寬輸入動(dòng)態(tài)范圍：7.5年，100pA至3.5mA

低靜態(tài)電流：1.75mA

供電范圍廣：±4.5V至±18V

包裝：SO-14（窄）和SO-16

應(yīng)用

對(duì)數(shù)，對(duì)數(shù)比：通信、分析、醫(yī)療、工業(yè)、，測(cè)試，通用儀器

光電二極管信號(hào)壓縮放大器

前端模擬信號(hào)壓縮

模數(shù)轉(zhuǎn)換器

吸光度測(cè)量

光密度測(cè)量

說(shuō)明

LOG112和LOG2112是多功能集成電路計(jì)算輸入電流的對(duì)數(shù)或?qū)?shù)比相對(duì)于參考電流。vLog112和LOG2112每十年輸入電流調(diào)整為0.5V，在寬動(dòng)態(tài)輸入范圍內(nèi)確保高精度信號(hào)。LOG112和LOG2112具有2.5V電壓基準(zhǔn)，可用于產(chǎn)生精確電流使用外部電阻器的基準(zhǔn)。低直流偏移電壓和溫度漂移允許精確在-5°C至+75°C的規(guī)定溫度范圍內(nèi)測(cè)量低電平信號(hào)

注：內(nèi)部電阻用于補(bǔ)償增益隨溫度的變化。VCM引腳內(nèi)部連接到LOG2112中的GND。

電氣特性

黑體限制適用于指定的溫度范圍，TA=–5°C到+75°C。

TA=+25°C，VS=±5V，ROUT=10kΩ時(shí)，除非另有說(shuō)明。

注：（1）對(duì)數(shù)一致性誤差是VO與對(duì)數(shù)（I1/I2）曲線(xiàn)最佳擬合直線(xiàn)的峰值偏差，用滿(mǎn)標(biāo)度輸出峰間百分比表示。K、 比例因子，等于每十年輸入電流0.5V輸出。

（2） 堆芯對(duì)數(shù)函數(shù)的標(biāo)度因子被調(diào)整為每十年0.5V輸出輸入電流。

（3） 當(dāng)分別考慮I1和I2時(shí)，I1/I2的任何比率的最壞情況下的總誤差，作為兩個(gè)誤差中最大的一個(gè)。

（4） 總誤差包括偏移量電壓、偏置電流、增益和對(duì)數(shù)一致性。

（5） 帶寬（3dB）和瞬態(tài)響應(yīng)是補(bǔ)償電容器和輸入電平的函數(shù)電流。

電氣特性（續(xù)）

黑體限制適用于指定的溫度范圍，TA=–5°C到+75°C。

TA=+25°C，VS=±5V，RL=10kΩ時(shí)，除非另有說(shuō)明。

注：（1）對(duì)數(shù)一致性誤差是VO與Log（I1/I2）曲線(xiàn)最佳擬合直線(xiàn)的峰值偏差，用滿(mǎn)標(biāo)度峰間百分比表示輸出。K、 比例因子，等于每十年輸入電流0.5V輸出。

（2） 將堆芯對(duì)數(shù)函數(shù)的標(biāo)度因子調(diào)整為每十年輸入變化0.5V輸出

電流。

（3） 當(dāng)分別考慮I1和I2時(shí)，I1/I2的任何比率的最壞情況下的總誤差，作為兩個(gè)誤差中最大的一個(gè)。

（4） 總誤差包括偏移量電壓、偏置電流、增益和對(duì)數(shù)一致性。

（5） 帶寬（3dB）和瞬態(tài)響應(yīng)是補(bǔ)償電容器和輸入電平的函數(shù)電流。

典型特征

TA=+25°C，VS=±5V，RL=10kΩ時(shí)，除非另有說(shuō)明。

申請(qǐng)信息

LOG112是一個(gè)真正的對(duì)數(shù)放大器，它使用雙極晶體管基極發(fā)射極電壓關(guān)系計(jì)算流動(dòng)比率的對(duì)數(shù)或?qū)?shù)比率。圖1和圖2顯示了所需的基本連接用于LOG112和LOG2112的操作。為了減小電源引線(xiàn)電感的影響線(xiàn)路，建議在與1000pF陶瓷并聯(lián)的10μF鉭電容器電容器，如圖1和圖2所示。連接接近LOG112和LOG2的電容器

輸入電流范圍

為了保持規(guī)定的精度，輸入電流范圍LOG112和LOG2112應(yīng)限制在100pA至3.5毫安。超出此范圍的輸入電流可能會(huì)受損LOG112性能。輸入電流大于3.5mA導(dǎo)致非線(xiàn)性增加。絕對(duì)最大輸入額定電流為10mA，以防止功率過(guò)大可能損壞輸入晶體管的損耗。在±5V電源上，總輸入電流（I1+I2）限制為4.5毫安。由于日志112和LOG2112，以適應(yīng)更大的總輸入電流，電源應(yīng)該增加。

設(shè)定參考電流

當(dāng)LOG112和LOG2112用于計(jì)算loga  rithms時(shí)，I1或I2可以保持不變，從而成為與另一個(gè)相比較的參考電流。VLOGOUT表示為：VLOGOUT=（0.5V）對(duì)數(shù)（I1/IREF）（1）IREF可以從外部電流源（如如圖3所示），也可以從電壓中推導(dǎo)出來(lái)帶有一個(gè)或多個(gè)電阻器的電源。當(dāng)一個(gè)電阻使用時(shí)，該值可能很大，具體取決于IREF。如果IREF是使用10nA和+2.5V：RREF=2.5V/10nA=250MΩ

分壓器可用于降低

電阻，如圖4所示。當(dāng)使用這種方法時(shí)必須考慮放大器可能引起的誤差輸入偏移電壓。放大器A1的輸入偏置電壓最大值為1.5mV，建議使用VREF a值為100mV。

圖5顯示了一個(gè)使用系列的低電平電流源電阻器。低偏移運(yùn)算放大器降低了LOG112和LOG2112的輸入偏移電壓

頻率響應(yīng)

典型特性曲線(xiàn)中的頻率響應(yīng)曲線(xiàn)顯示了恒定直流I1和I2與一個(gè)輸入端的小信號(hào)交流電流。LOG112和LOG2112的3dB頻率響應(yīng)為輸入電流電平和頻率補(bǔ)償電容值。見(jiàn)典型特性曲線(xiàn)，3dB頻率響應(yīng)細(xì)節(jié)。LOG112和LOG2112的瞬態(tài)響應(yīng)為增加和減少信號(hào)不同。這是因?yàn)閷?duì)數(shù)放大器是一個(gè)非線(xiàn)性增益元件不同輸入信號(hào)電平下的不同增益。更小輸入電流需要更大的增益來(lái)保持全動(dòng)態(tài)范圍，并將減慢LOG112的頻率響應(yīng)和LOG2112。

頻率補(bǔ)償

LOG112的頻率補(bǔ)償通過(guò)在針腳5和14之間連接電容器。頻率LOG2112的補(bǔ)償通過(guò)連接引腳2和5之間的電容器，或15和12之間的電容器。的大小電容器是輸入電流的函數(shù)，如典型特性曲線(xiàn)（補(bǔ)償電容器最小值）。對(duì)于任何給定的應(yīng)用程序，最小值可使用的電容器由I2的最大值和I1的最小值。更大的CC值使LOG112和LOG2112更穩(wěn)定，但是降低頻率響應(yīng)。在應(yīng)用程序中，可以獲得最高的總帶寬通過(guò)檢測(cè)VOUT的信號(hào)電平，然后接通適當(dāng)補(bǔ)償值的電容器

負(fù)輸入電流

LOG112和LOG2112僅在正輸入下起作用電流（傳統(tǒng)電流流入輸入電流引腳）。在需要負(fù)輸入電流的情況下可使用圖6、7和8中的電路

電壓輸入

LOG112和LOG2112在電流輸入。電壓輸入可直接用串聯(lián)電阻，但動(dòng)態(tài)輸入范圍限于大約三十年的輸入電壓噪聲和偏移。方程13的傳遞函數(shù)應(yīng)用于此配置。用更高的輸入電流當(dāng)LOG112的輸入電流增加時(shí)，輸出精度退化。對(duì)于4.5mA輸入電流為±5V電源和10mA輸入電流±12V電源，總輸出誤差可在15%到25%之間。在VCM上施加一個(gè)至少+1V到2.5V的共模電壓，可以得到記錄晶體管不飽和并將輸出誤差減小到大約10%。為了避免光電二極管的正向偏壓，將陰極返回VCM引腳，如圖9所示。到反向偏置光電二極管，向陰極比陽(yáng)極好。應(yīng)用電路對(duì)數(shù)比對(duì)數(shù)比放大器的一個(gè)更常見(jiàn)的用途是測(cè)量吸光度。典型應(yīng)用請(qǐng)參見(jiàn)圖10。樣品的吸光度為A=對(duì)數(shù)λ1′/λ1（3）如果D1和D2匹配，A∞（0.5V）logI1/I2

數(shù)據(jù)壓縮

在許多應(yīng)用中，對(duì)數(shù)傳遞函數(shù)的壓縮效應(yīng)是有用的。例如，LOG112前12位a/D轉(zhuǎn)換器可以產(chǎn)生動(dòng)態(tài)相當(dāng)于20位轉(zhuǎn)換器的范圍。

單電源運(yùn)行

許多應(yīng)用程序沒(méi)有所需的雙電源操作LOG112和LOG2112。圖11顯示了LOG112和LOG2112配置為使用單個(gè)+5V電源。雪崩光電二極管電流的測(cè)量LOG112和LOG2112的寬動(dòng)態(tài)范圍是用于測(cè)量雪崩光電二極管電流（APD），如如圖12所示。

術(shù)語(yǔ)定義

傳遞函數(shù)

理想的傳遞函數(shù)為：VLOGOUT=（0.5V）對(duì)數(shù)（I1/I2）

圖14顯示了傳輸?shù)膱D形表示超出LOG112和LOG2112的有效工作范圍。

準(zhǔn)確度

對(duì)數(shù)比放大器的精度考慮比其他放大器更復(fù)雜。這是因?yàn)閭鬟f函數(shù)是非線(xiàn)性的輸入，每一個(gè)都可以在很大的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)變化。確定任何輸入組合的精度從總錯(cuò)誤規(guī)范中。

總誤差

總誤差是實(shí)際值的偏差（用mV表示）VLOGOUT理想輸出的輸出=（0.5V）LOG（I1/I2）。因此，VLOGOUT（實(shí)際）=VLOGOUT（理想）±總誤差（6）

它代表了所有誤差分量的總和通常與對(duì)數(shù)放大器在電流輸入模式。任何給定比率的最壞情況誤差當(dāng)I1和I2為單獨(dú)考慮。溫度會(huì)影響總誤差。

錯(cuò)誤RTO和RTI

與任何傳遞函數(shù)一樣，由該函數(shù)產(chǎn)生的錯(cuò)誤可以被稱(chēng)為輸出（RTO）或輸入（RTI）。在這方面，對(duì)數(shù)放大器有一個(gè)獨(dú)特的特性：給定在對(duì)數(shù)放大器輸出端的一些誤差電壓，該誤差對(duì)應(yīng)于輸入的恒定百分比，而不管實(shí)際輸入電平。

日志符合性

對(duì)于LOG112和LOG2112，計(jì)算log一致性與線(xiàn)性相同，在半對(duì)數(shù)標(biāo)度上繪制I1/I2。在許多應(yīng)用中，日志一致性是最重要的規(guī)范。這是真的，因?yàn)槠秒娏髡`差可忽略不計(jì)（與100pA的輸入電流相比為5pA可對(duì)比例因子和偏移誤差進(jìn)行修整歸零或通過(guò)系統(tǒng)校準(zhǔn)移除。這會(huì)留下原木一致性是錯(cuò)誤的主要來(lái)源。對(duì)數(shù)符合性定義為與最佳值的峰值偏差擬合VLOGOUT與對(duì)數(shù)（I1/I2）曲線(xiàn)的直線(xiàn)。這是表示為理想滿(mǎn)標(biāo)度輸出的百分比。因此用伏特表示的m年非線(xiàn)性誤差為：VLOGOUT（NONLIN）=0.5V/dec•2毫伏（7）其中N是日志一致性誤差，以百分比表示

單個(gè)錯(cuò)誤組件

電流輸入的理想傳遞函數(shù)為：

實(shí)際傳遞函數(shù)的主要組成部分是錯(cuò)誤是：

誤差的單個(gè)組成部分是：

∆K=增益誤差（0.10%，典型值），如規(guī)范表所示。

IB1=A1的偏置電流（5pA，典型值）

IB2=A2的偏置電流（5pA，典型值）

N=對(duì)數(shù)一致性誤差（0.01%，0.13%，典型值）

m=5時(shí)為0.01%，m=7.5時(shí)為0.13%

VOSO=輸出偏移電壓（3mV，典型值）

m=指定N的數(shù)十年數(shù)

例如，以下情況下的錯(cuò)誤是什么：

I1=1μA和I2=100nA

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