基于可變電導放大器的電壓控制放大器（VCA）介紹

電路的功能

電壓控制放大器（VCA）因可用外部直流電壓調節其放大倍數，所以除作普通放大倍數可變的電路用外，還可用作AGC放大器的放大倍數可變部件以及低頻振幅調制電路等。通常采用乘法運算的工作原理。本電路則采用可變GM型OP放大器，靠外電壓使互導發(fā)生變化，從而實(shí)現VCA。

電路工作原理

CA3080是一種被稱(chēng)為OTA的IC它是一種差動(dòng)輸入/電流輸出型的OP放大器。

互導GM用公式GM=△I0/△E1表示。而GM=19.2*IH，所以可得到與偏流IA成正比的GM。因為是電流輸出，其內陰RO非常大，R≈7500/IA/10的負3次方。根據以上關(guān)系，可用下式計算輸出電流I：I=GM.E1=19.2*IA.EIO 再用A2進(jìn)行電流電壓轉換之后可獲得輸出電壓。

根據正負EI=IO/19.2*IA，當IO=1MA，IA=1MA時(shí)，CA3080的輸入電壓正負EI為52MV；當IA=10UA時(shí)，則為5.2V。IA比較小時(shí)，轉換速度就會(huì )降低，所以不能太小。應盡量采用較大的IA值，并在輸入端R1和R2組成的電阻分壓電路，調整最大輸入電平，R1的值根據用途確定。

如果輸出電流IO按1MA設計，當最大輸出為正負10V時(shí)，OP放大器A：的反饋電阻則應取10/10的負3次方千歐，R5=8.2千歐，VR2為5千歐（可調節）。

偏流IA的輸入辦法：為了能使與控制電壓VC成正比的電流流過(guò)，可使用基極接地的PNP晶體管。如基極電流忽略不計，輸入電流I1N=（VC-VBE）/R4，當電壓VC低于VBE≈0.5V時(shí)，IA則幾乎等于0，沒(méi)有放大功能。

由于整個(gè)電路采用直流耦合，所以OP放大器A2中加了失調調整電路。如果輸入、輸出加了隔直流電容，并且只有AC電流渡過(guò)時(shí)，可不加失調調整電路。在A(yíng)1的反相輸入端，經(jīng)過(guò)串聯(lián)電阻R7之后進(jìn)行失調調整也可以。

注釋

其它的VCA

采用模擬乘法器也可實(shí)現VCA。通常乘法器的傳輸特性可用EO=X.Y/10（X、Y的輸入電壓范圍為0~正負10V）表示。如果給輸入端X、Y中的任何一個(gè)施加直流控制電壓（0~正10V），放大倍數A則可在0~1倍之間變化。

也有專(zhuān)門(mén)為VCA制作的單片IC，三菱公司的M5241L等屬于這種IC。用于音量調節時(shí)，也將其稱(chēng)為電子電位器。雖然叫作VCA，但實(shí)際并沒(méi)有增益，應稱(chēng)作電壓控制衰減器。

新日本無(wú)線(xiàn)公司的NJM4200是一種價(jià)格便宜的模擬乘法器。在其外部OP放大器和電阻，可以形成高精度的VCA，因其上限頻率為數千赫，所以在視頻波段不能使用。