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利用數(shù)字電位器代替標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械電位器,實(shí)現(xiàn)增益控制

發(fā)布時間:2012-12-27 責(zé)任編輯:easonxu

【導(dǎo)讀】在傳統(tǒng)運(yùn)算放大器中如何使用數(shù)字電位器實(shí)現(xiàn)增益控制?本文中給出了典型運(yùn)算放大器配置(反相,同相)的實(shí)例,利用數(shù)字電位器代替標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械電位器。


這篇技術(shù)簡介要求理解放大器典型增益控制電路的配置,討論了線性和非線性數(shù)字電位器應(yīng)用?;镜募夹g(shù)需求是在音頻或其它電位器/運(yùn)算放大器應(yīng)用中,用固態(tài)電位器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械電位器。本文還介紹了校準(zhǔn)和偏置控制應(yīng)用中(諸如工業(yè)控制、音頻和電信)用數(shù)字電位器代替機(jī)械電位器的背景需求。

圖1所示電路提供了一個反相或同相放大信號的配置。當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時,電路表現(xiàn)為一個標(biāo)準(zhǔn)的反相放大器;當(dāng)S1斷開、S2閉合時,信號傳送到運(yùn)算放大器的同相輸入端,電路表現(xiàn)為一個同相放大器。如果S1和S2是單芯片模擬開關(guān),可利用數(shù)字信號完成對該電路的控制。

圖1:一個反相或同相放大信號的配置電路
圖1:一個反相或同相放大信號的配置電路

當(dāng)S1斷開、S2閉合時,電路為-1倍增益的反相放大器;當(dāng)S1閉合、S2斷開時,電路為+1倍增益的同相放大器。

數(shù)字電位器簡化電路設(shè)計(jì)

可使用電位器來代替開關(guān)。當(dāng)滑動端位于電位器的高端時,選擇同相放大;滑動端位于另外一端時,選擇反相放大。利用線性數(shù)字電位器(如DS1267,圖2所示)可以數(shù)字控制放大器的極性和增益。因?yàn)楹芏鄶?shù)字電位器具有雙路配置,使得電路中“額外的”一個電位器用于信號處理任務(wù)。電位器滑動端位置可通過3線接口(由/RST、CLK和DQ組成)配置;寫入00000000時,將滑動端設(shè)置在電位器的最低端,此時電路配置為反相放大(增益 = -1)。寫入11111111時,滑動端位于電位器的最高端,將電路配置為同相放大(增益 = +1)。當(dāng)滑動端設(shè)置在這兩個值之間時,增益將在+1至-1之間變化。

圖2:利用線性數(shù)字電位器
圖2:利用線性數(shù)字電位器

利用數(shù)字電位器代替S1和S2,可以數(shù)字控制電路增益(從-1至+1)。DS1267上電時滑動端位于電位器的中心位置,相當(dāng)于在反相和同相輸入端施加相同電壓,使運(yùn)算放大器輸出為零,從而建立一個有效的上電靜音功能。

其它功能

電路的一個附加功能是當(dāng)DS1267首次上電時,滑動端自動設(shè)置在電位器的中心位置。相當(dāng)于向運(yùn)算放大器的輸入端施加了相同信號,運(yùn)算放大器輸出零信號,從而建立一個上電靜音功能!

對數(shù)電位器,如DS1802,也可用于該電路配置。但由于是對數(shù)抽頭,不能實(shí)現(xiàn)反相至同相增益的平滑變換。可以進(jìn)行某些增益控制,但兩種工作模式不對稱。另外,在電位器的高端和低端之間跳變可實(shí)現(xiàn)增益在-1和+1之間的切換,利用一個“額外的”電位器可以替代模擬開關(guān)。

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