通過增加外部電阻網(wǎng)絡(luò),可以將固定增益差分放大器(如MAX98300)的增益降低到所需的增益電平,但必須考慮內(nèi)部電阻的負(fù)載效應(yīng)。本筆記包括用于計算這些效應(yīng)的公式,以及用于選擇網(wǎng)絡(luò)中所需電阻值的電子表格鏈接。
當(dāng)固定增益放大器不能為應(yīng)用提供最佳增益時,可以通過添加外部電阻網(wǎng)絡(luò)將增益調(diào)節(jié)到較低的值。該衰減電路的工作方式類似于分壓器,但有一個關(guān)鍵區(qū)別:外部網(wǎng)絡(luò)由固定增益放大器內(nèi)部的輸入電阻加載(圖 1)。對于差分輸入配置,該系統(tǒng)可以簡化為等效的半電路進(jìn)行分析(圖 2)。
圖1.MAX98300固定增益音頻放大器可配置為差分(A)或單端(B)信號。
圖2.對于圖1A的差分配置,等效半電路簡化了分析。
差分配置(圖1A)的電壓增益確定如下:
其中,GAIN是放大器的固定電壓增益,單位為dB。(MAX98300差分音頻放大器提供0、3、6、9和12dB固定增益版本;輸入電阻在6、9和12dB配置中典型值為20kΩ,在3dB配置中為28kO,在0dB配置中典型值為40kΩ。
對于單端配置,增益為
這些增益方程假設(shè)頻率遠(yuǎn)高于C形成的高通濾波器的截止頻率在以及電路的等效輸入電阻。
MAX98300放大器的固定增益典型值在5%以內(nèi);內(nèi)部輸入電阻的絕對容差為±50%,在計算產(chǎn)生的系統(tǒng)增益時必須考慮這一點。還必須使用最壞情況方法來計算增益容差,從而考慮外部電阻的容差。用電阻值與正常值的最大偏差(即±容差限值的極值)替換電阻值會產(chǎn)生最壞的情況:
最低增益 | 單端 | 微分 | 最高增益 | 單端 | 微分 |
R1a | +公差 | +公差 | R1a | -寬容 | -寬容 |
R1b | +公差 | +公差 | R1b | -寬容 | -寬容 |
R2 | -寬容 | -寬容 | R2 | +公差 | +公差 |
里1 | -寬容 | -寬容 | 里1 | +公差 | +公差 |
里2 | +公差 | -寬容 | 里2 | -寬容 | +公差 |
對于最嚴(yán)格的公差,請選擇相對于 Ri 的小 R1。確保考慮 V 的源特征在,它必須能夠驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)的等效負(fù)載。在確定系統(tǒng)的最終增益時,請記住輸出阻抗為V在與衰減電路的輸入阻抗形成分壓器。此負(fù)載 (R在) 可以按如下方式確定。
對于差分配置,R在= R1 + Ri/(R2/2)。R在和 C在形成一個高通濾波器,其截止頻率 F-3分貝,是:F-3分貝= 1/(2 × π × R在× C在).
對于單端配置,R在= R1 + Ri/(R2 + R1/Ri)。輸入阻抗 (Z在) 的衰減網(wǎng)絡(luò)為:
其中f是輸入信號頻率。
推導(dǎo)單端情況的高通截止頻率就不那么簡單了。要查找 F-3分貝您必須知道電阻值。一旦知道它們,您就可以求解以下f = F-3dB: ZIN(f) = √2 × ZIN(f = 5000).
電子表格可用于確定正確的電阻值和系統(tǒng)容差。請記住,電阻具有離散的電阻值。它們必須匹配,而不是簡單地計算。
審核編輯:郭婷
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