Недорогой усилитель с программируемым усилением

Журнал РАДИОЛОЦМАН, июль 2016

J Jayapandian

EDN

Промышленность предлагает множество разнообразных усилителей с регулируемым коэффициентом усиления, но с помощью 8-разряднго ЦАП можно сделать подобную схему самостоятельно, получив 256 уровней усиления, или еще больше при большей разрядности ЦАП (Рисунок 1). Коэффициент усиления инвертирующего усилителя определяется выражением (без учета знака) в котором

R_F – сопротивление обратной связи,
R_IN –сопротивление на входе усилителя,
V_IN – входное напряжение схемы усилителя.

Обычно для получения требуемого усиления вы меняете сопротивление резистора обратной связи.

Рисунок 1.	ЦАП, включенный последовательно с входом операционного усилителя, ослабляя входной сигнал, управляет коэффициентом усиления.

В предлагаемой конструкции 8-разрядный ЦАП во входном каскаде выполняет функцию программируемого аттенюатора входного сигнала и обеспечивает максимальный ток полной шкалы I_OUT1, равный 1 мА. Величина I_OUT1 пропорциональна входному напряжению. Резистор обратной связи R_F преобразует ток I_OUT1 в напряжение. Таким образом, входной сигнал V_IN является опорным напряжением ЦАП. В этой схеме управление усилением достигается не изменением сопротивления резистора обратной связи, а с помощью ЦАП, включенного на входе операционного усилителя для ослабления входного сигнала и получения необходимого усиления. Выходной ток ЦАП I_OUT1 вы можете рассчитать по следующей формуле, в которой D₀ … D₇ – цифровые входы ЦАП:

Например, если на всех входах установлены единицы, то есть, цифровой шестнадцатеричный эквивалент входного кода выражается числом FF, выходное напряжение схемы будет равно

В реальном приложении сопротивление R_F выбирайте из расчета максимального усиления схемы. Изменяя цифровой код от 00 до FF, вы можете установить любой необходимый коэффициент усиления.

Материалы по теме