可以設定放大倍數的可編程放大器電路功能及原理

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。