程控增益放大部分電路

程控增益放大部分電路

為了改變放大器的增益，一般有兩條途徑：一是改變反相端 的輸入電阻阻值，二是改變負(fù)反饋電阻阻值。通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)和開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)這種功能。
方案一：采用模擬開(kāi)關(guān)或繼電器作為開(kāi)關(guān)，構(gòu)成梯形電阻網(wǎng)絡(luò)，由單片機(jī)控制繼電 器或模擬開(kāi)關(guān)的通斷，從而改變電壓增益。此方案的優(yōu)點(diǎn)在于繼電器的導(dǎo)通電阻小，斷開(kāi)電阻大，損耗較少，且有很好的隔離作用。但缺點(diǎn)是電阻網(wǎng)絡(luò)的匹配難以實(shí)現(xiàn)，且占用體積大，速度較慢。因此，給調(diào)試工作將帶來(lái)很大的困難。

方案二：為了解決電阻網(wǎng)絡(luò)的匹配問(wèn)題，考慮能否利用集成的高精度電阻網(wǎng)絡(luò)。鑒于D/A轉(zhuǎn)換器能把數(shù)字量變?yōu)槟M量，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般是電阻R-2R梯形網(wǎng)絡(luò)，并集成有多路模擬開(kāi)關(guān)。因此，我們采取了與常規(guī)D/A變換不同的用法，巧妙地反向利用D/A轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部電阻網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)此功能。又考慮到AD7520是一種廉價(jià)型的10位D/A轉(zhuǎn)換芯片，由CMOS電流開(kāi)關(guān)和梯形電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性好，配置靈活，其內(nèi)部電阻網(wǎng)絡(luò)由薄膜電阻構(gòu)成，激光修正，相對(duì)于繼電器和模擬開(kāi)關(guān)等設(shè)計(jì)電阻網(wǎng)絡(luò)而言，具有精確度高、體積小、控制方便、外圍布線簡(jiǎn)化等特點(diǎn)。因此，最后采用方案二來(lái)實(shí)現(xiàn)程控電壓增益。其等效電路圖為圖3。由數(shù)字量控制的R-2R梯形網(wǎng)絡(luò)在反饋回路上等效為輸入電阻Rpo。從參考電壓VR流經(jīng)梯形網(wǎng)絡(luò)至IOUT1端的電流IF'和沒(méi)有分流電阻R0時(shí)的電流，I(IOUT1)相比，其關(guān)系為，IF’=(D/1024)×I，故RF=(1024/D)×R0。因此，這種程控增益放大器的增益A為

數(shù)字量D與放大器增益A的關(guān)系表為

通過(guò)調(diào)節(jié)RFB的值，可使上表的對(duì)應(yīng)關(guān)系得以滿足。