如何在典型增益控制電路中配置運(yùn)算放大器

本技術(shù)簡(jiǎn)報(bào)要求了解如何在典型增益控制電路中配置運(yùn)算放大器。討論了線性和非線性數(shù)字電位器應(yīng)用。本文給出了將音頻和其他電位計(jì)/運(yùn)算放大器應(yīng)用從傳統(tǒng)機(jī)械電位計(jì)轉(zhuǎn)換為固態(tài)電位計(jì)所需要求的基本技術(shù)概述。還提供了實(shí)現(xiàn)數(shù)字電位計(jì)所需的背景知識(shí)，以替代工業(yè)控制、音頻和電信等應(yīng)用中使用的校準(zhǔn)和偏置控制中的機(jī)械電位計(jì)。

介紹

圖1所示電路提供了一種在反相或同相模式下放大信號(hào)的方法。當(dāng)開關(guān)S1關(guān)閉，S2導(dǎo)通時(shí)，電路表現(xiàn)為常規(guī)反相放大器。當(dāng)S1導(dǎo)通，S2關(guān)斷時(shí)，信號(hào)饋送到運(yùn)算放大器的同相輸入端，因此電路表現(xiàn)為同相放大器。如果S1和S2是單片模擬開關(guān)，則可以通過數(shù)字信號(hào)實(shí)現(xiàn)該電路的控制。

圖1.當(dāng)S1開路而S2閉合時(shí)，該電路是一個(gè)增益為-1的反相放大器。當(dāng)S1閉合而S2開路時(shí)，電路為同相放大器，增益為+1。

數(shù)字電位器簡(jiǎn)化電路

可以使用電位計(jì)代替開關(guān)。當(dāng)游標(biāo)處于電位器高端時(shí)，選擇同相模式;當(dāng)它在另一端時(shí)，選擇反相模式。使用DS1267等線性數(shù)字電位器，如圖2所示，不僅可以對(duì)放大器的極性進(jìn)行數(shù)字控制，還可以對(duì)放大器的增益進(jìn)行數(shù)字控制。由于許多數(shù)字電位計(jì)采用雙配置，因此允許電路中使用“額外”電位器來完成此信號(hào)處理任務(wù)。電位器的游標(biāo)值通過由/RST、CLK和DQ組成的3線接口寫入。游標(biāo)值為000000000時(shí)，游標(biāo)將游標(biāo)設(shè)置為電位器的低端，使其成為反相（增益 = -1）電路。游標(biāo)值為11111111會(huì)將游標(biāo)設(shè)置為電位器的高端，使電路處于同相（增益 = +1）配置。這些值之間的游標(biāo)設(shè)置將導(dǎo)致增益掃描從+1變?yōu)?1。

圖2.使用數(shù)字電位計(jì)代替S1和S2，可以將該電路增益的數(shù)字控制從-1掃描到+1。DS1267的一個(gè)特點(diǎn)是，當(dāng)游標(biāo)位于電位器中央時(shí)，它上電，使反相輸入和同相輸入的電平相等。這會(huì)導(dǎo)致運(yùn)算放大器沒有輸出，從而產(chǎn)生有效的上電靜音功能。

其他功能

該電路的另一個(gè)特點(diǎn)是，當(dāng)DS1267首次上電時(shí)，游標(biāo)自動(dòng)設(shè)置為電位器的中點(diǎn)。這導(dǎo)致將相等的信號(hào)發(fā)送到運(yùn)算放大器輸入端，導(dǎo)致運(yùn)算放大器輸出沒有信號(hào) - 實(shí)際上，創(chuàng)造了上電靜音功能！

本電路配置可以使用DS1802等對(duì)數(shù)電位器，但由于對(duì)數(shù)錐度，無法實(shí)現(xiàn)從反相增益到同相增益的平滑過渡。可以進(jìn)行一些增益控制，但兩種工作模式之間并不對(duì)稱。盡管如此，只需在電位器的高端和低端之間跳動(dòng)即可在-1和+1增益之間完成切換動(dòng)作，因此可以使用“額外”電位器代替模擬開關(guān)。

審核編輯：郭婷