如何在典型增益控制電路中配置運算放大器

本技術簡報要求了解如何在典型增益控制電路中配置運算放大器。討論了線性和非線性數(shù)字電位器應用。本文給出了將音頻和其他電位計/運算放大器應用從傳統(tǒng)機械電位計轉換為固態(tài)電位計所需要求的基本技術概述。還提供了實現(xiàn)數(shù)字電位計所需的背景知識，以替代工業(yè)控制、音頻和電信等應用中使用的校準和偏置控制中的機械電位計。

介紹

圖1所示電路提供了一種在反相或同相模式下放大信號的方法。當開關S1關閉，S2導通時，電路表現(xiàn)為常規(guī)反相放大器。當S1導通，S2關斷時，信號饋送到運算放大器的同相輸入端，因此電路表現(xiàn)為同相放大器。如果S1和S2是單片模擬開關，則可以通過數(shù)字信號實現(xiàn)該電路的控制。

圖1.當S1開路而S2閉合時，該電路是一個增益為-1的反相放大器。當S1閉合而S2開路時，電路為同相放大器，增益為+1。

數(shù)字電位器簡化電路

可以使用電位計代替開關。當游標處于電位器高端時，選擇同相模式;當它在另一端時，選擇反相模式。使用DS1267等線性數(shù)字電位器，如圖2所示，不僅可以對放大器的極性進行數(shù)字控制，還可以對放大器的增益進行數(shù)字控制。由于許多數(shù)字電位計采用雙配置，因此允許電路中使用“額外”電位器來完成此信號處理任務。電位器的游標值通過由/RST、CLK和DQ組成的3線接口寫入。游標值為000000000時，游標將游標設置為電位器的低端，使其成為反相（增益 = -1）電路。游標值為11111111會將游標設置為電位器的高端，使電路處于同相（增益 = +1）配置。這些值之間的游標設置將導致增益掃描從+1變?yōu)?1。

圖2.使用數(shù)字電位計代替S1和S2，可以將該電路增益的數(shù)字控制從-1掃描到+1。DS1267的一個特點是，當游標位于電位器中央時，它上電，使反相輸入和同相輸入的電平相等。這會導致運算放大器沒有輸出，從而產(chǎn)生有效的上電靜音功能。

其他功能

該電路的另一個特點是，當DS1267首次上電時，游標自動設置為電位器的中點。這導致將相等的信號發(fā)送到運算放大器輸入端，導致運算放大器輸出沒有信號 - 實際上，創(chuàng)造了上電靜音功能！

本電路配置可以使用DS1802等對數(shù)電位器，但由于對數(shù)錐度，無法實現(xiàn)從反相增益到同相增益的平滑過渡。可以進行一些增益控制，但兩種工作模式之間并不對稱。盡管如此，只需在電位器的高端和低端之間跳動即可在-1和+1增益之間完成切換動作，因此可以使用“額外”電位器代替模擬開關。

審核編輯：郭婷