數(shù)控雙極性放大器設(shè)計

這篇技術(shù)簡介要求理解放大器典型增益控制電路的配置，討論了線性和非線性數(shù)字電位器應(yīng)用?；镜募夹g(shù)需求是在音頻或其它電位器/運(yùn)算放大器應(yīng)用中，用固態(tài)電位器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械電位器。本文還介紹了校準(zhǔn)和偏置控制應(yīng)用中(諸如工業(yè)控制、音頻和電信)用數(shù)字電位器代替機(jī)械電位器的背景需求。

簡介

圖1所示電路提供了一個反相或同相放大信號的配置。當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時，電路表現(xiàn)為一個標(biāo)準(zhǔn)的反相放大器；當(dāng)S1斷開、S2閉合時，信號傳送到運(yùn)算放大器的同相輸入端，電路表現(xiàn)為一個同相放大器。如果S1和S2是單芯片模擬開關(guān)，可利用數(shù)字信號完成對該電路的控制。

反相或同相放大信號的配置圖

圖1. 當(dāng)S1斷開、S2閉合時，電路為-1倍增益的反相放大器；當(dāng)S1閉合、S2斷開時，電路為+1倍增益的同相放大器。

數(shù)字電位器簡化電路設(shè)計

可使用電位器來代替開關(guān)。當(dāng)滑動端位于電位器的高端時，選擇同相放大；滑動端位于另外一端時，選擇反相放大。利用線性數(shù)字電位器(如DS1267，圖2所示)可以數(shù)字控制放大器的極性和增益。因為很多數(shù)字電位器具有雙路配置，使得電路中“額外的”一個電位器用于信號處理任務(wù)。電位器滑動端位置可通過3線接口(由/RST、CLK和DQ組成)配置；寫入00000000時，將滑動端設(shè)置在電位器的最低端，此時電路配置為反相放大(增益 = -1)。寫入11111111時，滑動端位于電位器的最高端，將電路配置為同相放大(增益 = +1)。當(dāng)滑動端設(shè)置在這兩個值之間時，增益將在+1至-1之間變化。

數(shù)字電位器簡化電路圖

圖2. 利用數(shù)字電位器代替S1和S2，可以數(shù)字控制電路增益(從-1至+1)。DS1267上電時滑動端位于電位器的中心位置，相當(dāng)于在反相和同相輸入端施加相同電壓，使運(yùn)算放大器輸出為零，從而建立一個有效的上電靜音功能。

其它功能

電路的一個附加功能是當(dāng)DS1267首次上電時，滑動端自動設(shè)置在電位器的中心位置。相當(dāng)于向運(yùn)算放大器的輸入端施加了相同信號，運(yùn)算放大器輸出零信號，從而建立一個上電靜音功能！

對數(shù)電位器，如DS1802，也可用于該電路配置。但由于是對數(shù)抽頭，不能實現(xiàn)反相至同相增益的平滑變換。可以進(jìn)行某些增益控制，但兩種工作模式不對稱。另外，在電位器的高端和低端之間跳變可實現(xiàn)增益在-1和+1之間的切換，利用一個“額外的”電位器可以替代模擬開關(guān)。