【導(dǎo)讀】大多數(shù)運(yùn)算放大器(op amp)電路的增益水平是固定的。但在很多情況下，能夠改變增益會更有優(yōu)勢。一個簡單的辦法是在固定增益的運(yùn)放電路輸出端連接一個電位計來調(diào)節(jié)增益。不過，有時直接改變放大器電路自身的增益可能更加有用。
目標(biāo)
在本次實(shí)驗中，我們將繼續(xù)討論運(yùn)算放大器（參見上一次實(shí)驗“ADALM2000簡單運(yùn)算放大器”），并重點(diǎn)關(guān)注可變增益/壓控放大器。
大多數(shù)運(yùn)算放大器(op amp)電路的增益水平是固定的。但在很多情況下，能夠改變增益會更有優(yōu)勢。一個簡單的辦法是在固定增益的運(yùn)放電路輸出端連接一個電位計來調(diào)節(jié)增益。不過，有時直接改變放大器電路自身的增益可能更加有用。
可變增益或壓控放大器是一種根據(jù)控制電壓改變其增益的電子放大器。這種電路的應(yīng)用范圍較廣，包括音頻電平壓縮、頻率合成器和幅度調(diào)制等。要實(shí)現(xiàn)這種放大器，可以先創(chuàng)建一個壓控電阻，然后利用該電阻設(shè)置放大器增益。壓控電阻是通過使用簡單偏置的晶體管可產(chǎn)生的眾多電路元件之一。另一種方法是使用電位計來調(diào)整設(shè)置放大器增益的電阻值。
材料
?ADALM2000主動學(xué)習(xí)模塊
?無焊試驗板和跳線套件
?兩個1 kΩ電阻
?一個4.7 kΩ電阻
?三個10 kΩ電阻
?一個10 kΩ電位計
?一個OP97運(yùn)算放大器
?一個2N3904 NPN晶體管
使用晶體管的壓控放大器
背景知識
思考圖1所示的電路原理圖。
圖1.使用晶體管的壓控器件
該電路的配置類似于基本的同相放大器，只增加了一個晶體管和一個與電阻R2并聯(lián)的電阻。晶體管起到開關(guān)的作用，根據(jù)其當(dāng)前狀態(tài)（開/關(guān)）選擇兩種增益設(shè)置中的一種。
硬件設(shè)置
為使用晶體管的壓控放大器構(gòu)建以下試驗板電路（圖2）。
圖2.使用晶體管的壓控放大器的試驗板電路
程序步驟
將第一個波形發(fā)生器用作VIN源，向電路提供幅度為2 V峰峰值的1 kHz正弦波激勵。使用第二個波形發(fā)生器控制晶體管，提供幅度為2 V的1 Hz方波激勵。向運(yùn)算放大器提供±5 V電源電壓。配置示波器，使通道1上顯示輸入信號，通道2上顯示輸出信號。參見圖3。
圖3.使用晶體管的壓控放大器波形
根據(jù)受控晶體管的狀態(tài)，輸出信號在由兩個增益設(shè)置確定的兩個值之間變動。
使用電位計的可變增益反相放大器
背景知識
思考圖4所示的電路原理圖。
圖4.使用電位計的可變增益反相放大器
在反相放大器上，用電位計取代標(biāo)準(zhǔn)反饋電阻，手動控制輸出電壓。
硬件設(shè)置
為使用晶體管的壓控放大器構(gòu)建以下試驗板電路（圖5）。
圖5.使用電位計的可變增益反相放大器的試驗板電路
程序步驟
將第一個波形發(fā)生器用作VIN源，向電路提供幅度為2 V峰峰值的1 kHz正弦波激勵。向運(yùn)算放大器提供±5 V電源電壓。配置示波器，使通道1上顯示輸入信號，通道2上顯示輸出信號。參見圖6。
圖6.使用電位計的可變增益反相放大器的波形
采用這種配置時，輸出會反相，并根據(jù)反饋電阻值進(jìn)行放大。
使用電位計的可變增益反相/同相放大器
背景知識
思考圖7所示的電路原理圖。
圖7.使用電位計的可變增益反相/同相放大器
在這種放大器配置中，使用電位計手動控制輸出電壓，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)電位計來使輸入反相。
硬件設(shè)置
為使用晶體管的壓控放大器構(gòu)建以下試驗板電路（圖8）。
程序步驟
將第一個波形發(fā)生器用作VIN源，向電路提供幅度為2 V峰峰值的1 kHz正弦波激勵。向運(yùn)算放大器提供±5 V電源電壓。配置示波器，使通道1上顯示輸入信號，通道2上顯示輸出信號。參見圖9。
圖8.使用電位計的可變增益反相/同相放大器的試驗板電路
采用這種配置時，輸出會被放大，并在±VIN之間變動。
問題
能否簡要列舉幾個可變增益放大器的實(shí)際應(yīng)用例子？
您可以在學(xué)子專區(qū)論壇上找到問題答案。
圖9.使用電位計的可變增益反相/同相放大器波形
（來源：ADI公司，作者：Antoniu Miclaus，系統(tǒng)應(yīng)用工程師）
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