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
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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。
評(píng)論