浅谈运算放大器电路中的增益调整

可变增益放大器通常使用机械电位计来设置增益。一个例子是音量控制拨盘。但是，当对模拟信号路径进行数字控制时，可以使用数字电位器来控制增益。本文讨论了如何使用数字电位器来形成数字控制的增益或滤波器模块。

一般的

在讨论数字电位器的整个过程中，使用术语EPOT代替数字电位器，EEPOT或E²POT。术语EPOT描述了Maxim系列易失性数字电位计，而其他术语则描述了通过几种不同工艺之一制造的各种非易失性和易失性器件。这些不同过程如何影响数字电位器性能的细节不在本文讨论范围之内。尽管下面给出的方程式可用于所有数字电位计电路，但与电压额定值，电流额定值有关的特殊注意事项专门针对Maxim的EPOT器件而设计。

即使设计人员需要遵守与半导体器件相关的标准约束（即绝对最大额定值），但在运放电路中使用EPOT时，工程师仍应牢记一些特性。

首先要记住的一件事是，数字电位器的端到端或绝对电阻的公差通常规定为最大±25％至±30％。这主要是由于过程的变化，本文将讨论处理这种变化的技术。

同相配置

图1中的电路1是使用EPOT作为可变电阻器的同相增益配置。在该电路中，抽头连接到EPOT的一侧，有效地使器件的（1-N）×Re侧短路。结果，反馈电流流经抽头，EPOT的与N×Re相关的部分。该电路相对于N具有良好的线性增益调整曲线，但是EPOT的某些特性给该电路带来了一些缺点。

一个缺点是，由于反馈电流流过抽头，其电阻（以及电阻随温度的变化）及其最大额定电流（通常约为1mA）可能会限制该电路的应用。另一个缺点是，端到端电阻Re是增益方程式的一部分，导致Re的±25％容差对增益的贡献最大为±25％。在数学上，Re误差25％对总增益的最大可能贡献是25％。当然，随着增益方程式中的Re / Ri项变小并且“ 1”项开始主导增益，作为Re容差函数的误差会变小。

电路1适用于成本敏感的系统，该系统的总增益容限有些宽松。就像这里看到的许多电路一样，它包括音量或亮度控制之类的电路，用户可以根据个人喜好来迭代地调整电路。另一个有用的应用是在自动增益控制电路中，其中使用数字或模拟自动增益控制来对系统输出进行增益补偿。例如，APD电路可以使用数字或模拟自动增益控制来高精度地控制光电二极管的偏置。在这种电路中，自动增益控制技术使Re（在EPOT中）的容差超出了公式。