可以設(shè)定放大倍數(shù)的可編程放大器電路功能及原理

電路的功能

該電路是一種由CPU控制的輸入4個(gè)數(shù)據(jù)來設(shè)定*1、*10、*100、*1000倍的DC放大器。從電路圖即可看出，用來切換放大倍數(shù)的模擬開關(guān)被直接接在OP放大器的輸入端子上，所以這種放大器是一種不因通態(tài)電阻而產(chǎn)生誤差的高精度放大器。

電路工作原理

因?yàn)橥喾糯箅娐返姆糯蟊稊?shù)是反饋電路分壓比的倒數(shù)，并由R2~R5確定分壓比，所以可由外部信號(hào)選定放大倍數(shù)。例如，若需要A=10，為了使分壓比為1/10，可以采用90K：10K的電阻分壓電路。按照這個(gè)順序?qū)Ω鞣糯蟊稊?shù)進(jìn)行計(jì)算，則得出電路圖中的參數(shù)。因?yàn)殡娮桕嚵兄羞x用了與之適應(yīng)的分壓電阻，所以當(dāng)應(yīng)用時(shí)對(duì)象要求精度高時(shí)，可使用本電路。

輸入端的R1及D1、D2是輸入保護(hù)電路，在儀表內(nèi)使用本電路時(shí)也可不用R1及D1、D2，為了改變反饋電路的分壓比獲得可變?cè)鲆?，?yīng)選用輸入偏流小的FET輸入型OP放大器。在可變?cè)鲆鍰C放大器中需要有失調(diào)調(diào)整電路，選用最大放大倍數(shù)后用VR1進(jìn)行失調(diào)調(diào)整。放大倍數(shù)設(shè)定為1000倍時(shí)，頻率特性會(huì)因P放大器的環(huán)路增益高而惡化，應(yīng)予注意。另外，如果A~D輸入全部為“H”電平，就會(huì)成為開環(huán)狀態(tài)，OP放大器輸出飽和。

注釋

OP放大器的頻率特性

人們都愿意使用內(nèi)部進(jìn)行相位補(bǔ)償?shù)腛P放大器，雖然這種OP放大器用于視頻波段時(shí)，為了充分發(fā)揮元件特性，采用了高級(jí)相位補(bǔ)償技術(shù)，但考慮到元件的誤差、周圍溫度變化等因素，我們不推薦這種OP放大器。

這種放大器如果加大放大倍數(shù)，在低頻范圍也會(huì)出現(xiàn)問題。下圖中表示進(jìn)行了相位補(bǔ)償?shù)耐ㄓ肙P放大器的開環(huán)特性和放大倍數(shù)為A1~A3時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率特性。

在可編程放大器中，頻率特性隨放大倍數(shù)變化而變，請(qǐng)予注意，尤其是應(yīng)用對(duì)象存在信號(hào)相位偏移時(shí)，實(shí)用頻率范圍要窄得多。

帶寬為FT的OP放大器，如果增益為200DB，那么在100KHZ頻率響應(yīng)會(huì)有所下降。

同樣，再加大增益到60DB，邊界頻率則為1KHZ。為了解決這一問題，可采取以下辦法，對(duì)FT高的OP放大器不是進(jìn)行相位補(bǔ)償，而是加大放大倍數(shù)，前級(jí)使用可變衰減器，如有可能可使用電阻衰減器，這樣高增益放大器的頻率-相位特性則可始終保持不變，而不受放大倍數(shù)設(shè)定值的影響。