可以設定1、10、100、1000倍數放大倍數的可編程放大器
電路的功能
該電路是一種由CPU控制的輸入4個數據來設定*1、*10、*100、*1000倍的DC放大器。從電路圖即可看出,用來切換放大倍數的模擬開關被直接接在OP放大器的輸入端子上,所以這種放大器是一種不因通態電阻而產生誤差的高精度放大器。
電路工作原理
因為同相放大電路的放大倍數是反饋電路分壓比的倒數,并由R2~R5確定分壓比,所以可由外部信號選定放大倍數。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。按照這個順序對各放大倍數進行計算,則得出電路圖中的參數。因為電阻陣列中選用了與之適應的分壓電阻,所以當應用時對象要求精度高時,可使用本電路。
輸入端的R1及D1、D2是輸入保護電路,在儀表內使用本電路時也可不用R1及D1、D2,為了改變反饋電路的分壓比獲得可變增益,應選用輸入偏流小的FET輸入型OP放大器。在可變增益DC放大器中需要有失調調整電路,選用最大放大倍數后用VR1進行失調調整。放大倍數設定為1000倍時,頻率特性會因P放大器的環路增益高而惡化,應予注意。另外,如果A~D輸入全部為“H”電平,就會成為開環狀態,OP放大器輸出飽和。
注釋
OP放大器的頻率特性
人們都愿意使用內部進行相位補償的OP放大器,雖然這種OP放大器用于視頻波段時,為了充分發揮元件特性,采用了高級相位補償技術,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,在低頻范圍也會出現問題。下圖中表示進行了相位補償的通用OP放大器的開環特性和放大倍數為A1~A3時對應的頻率特性。
在可編程放大器中,頻率特性隨放大倍數變化而變,請予注意,尤其是應用對象存在信號相位偏移時,實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頻率響應會有所下降。
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FT高的OP放大器不是進行相位補償,而是加大放大倍數,前級使用可變衰減器,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,而不受放大倍數設定值的影響。
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