程控增益放大器和自动调整增益放大器的设计.pdfVIP

●集成电路应用　 程控增益放大器和自动调整增益放大器的设计 ( ) 武汉华中理工大学自控系 430074 　王俊杰　　黄心汉 摘　要: 在很多信号采集系统中都需要进行量程切换, 最常用的方法就是调整放大器的增 益; 在很多场合需要用软件来控制放大器增益, 或者放大器能自动调整增益。结合一些新近推出 的集成芯片, 给出了实现这两种放大器的一些实用电路。 关键词: 程控增益放大器　 自动调整增益放大器　 D A 　　在很多信号采集系统中, 信号变化的幅度都比较 起增益误差, 所以它们的连线应当尽可能短。 大, 如果采用单一的放大增益, 那么放大以后的信号幅 使用这些具有程控增益放大功能的集成芯片, 还 值有可能超过 转换的量程, 所以必须根据信号的 可以很容易地设计出自动调整增益的放大器, 常用电 A D 变化相应调整放大器增益。在 自动化程度要求较高的 路如图2所示, 由两个运算放大器控制计数器的增减 系统中, 用手工切换电阻来改变放大器增益的方法是 计数, 计数器的输出还可引出, 用来指示增益调整以后 不可取的, 这就希望能够在程序中用软件控制放大器 的量程。在设计中只需选择合适的参考电压 、 V R EF R 1 的增益, 或者放大器本身能够 自动调整增益到合适的 和R 2 的阻值即可得到满意的自动调整增益放大器。 范围。下面介绍几种采用不同方案设计的程控增益放 大器和自动调整增益放大器。 1　使用具有程控增益放大功能的集成芯片 近年来, 一些著名的模拟器件生产厂家, 如AD ( ) 公司、 ( - ) 公司等 A n a log D ev ice BB BU RR BROW N 都推出了一系列具有程控增益功能的芯片。表1列出了 几种常见型号。 表1　具有程控增益功能的常见集成芯片 芯片名称 公司 可选的放大增益 图2　 自动调整增益放大器电路图 P GA 102103 BB 公司 1, 10, 100 P GA 203 BB 公司 1, 2, 4, 8 表2给出了用软件选择增益的情况。从表中可以看 P GA 202204 BB 公司 1, 10, 100, 1000 出P GA 202和P GA 203本身所引起的误差是很小的, 这 AD 365 ( 带采样保持) AD 公司 1, 10, 100, 500 一点也正是使用这种集成芯片最显著的优点。 AD 524 AD 公司 1, 10, 100, 1000 AD 75068 (8通道) AD 公司 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 表2　软件增益选择情况 P GA 202 P GA 203 这些芯片的性能优越, A 1 A 0 增益 误差 增益 误差 使用方法简单明了, 只需很 0 0 1 0 05% 1 0 05% 少的外围器件就能构成一个 0 1 10 0 05% 2 0 05% 1 0 100 0 05% 4