數控雙極性放大器設計

這篇技術(shù)簡(jiǎn)介要求理解放大器典型增益控制電路的配置，討論了線(xiàn)性和非線(xiàn)性數字電位器應用?；镜募夹g(shù)需求是在音頻或其它電位器/運算放大器應用中，用固態(tài)電位器代替傳統的機械電位器。本文還介紹了校準和偏置控制應用中(諸如工業(yè)控制、音頻和電信)用數字電位器代替機械電位器的背景需求。

簡(jiǎn)介

圖1所示電路提供了一個(gè)反相或同相放大信號的配置。當開(kāi)關(guān)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí)，電路表現為一個(gè)標準的反相放大器；當S1斷開(kāi)、S2閉合時(shí)，信號傳送到運算放大器的同相輸入端，電路表現為一個(gè)同相放大器。如果S1和S2是單芯片模擬開(kāi)關(guān)，可利用數字信號完成對該電路的控制。

反相或同相放大信號的配置圖

圖1. 當S1斷開(kāi)、S2閉合時(shí)，電路為-1倍增益的反相放大器；當S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí)，電路為+1倍增益的同相放大器。

數字電位器簡(jiǎn)化電路設計

可使用電位器來(lái)代替開(kāi)關(guān)。當滑動(dòng)端位于電位器的高端時(shí)，選擇同相放大；滑動(dòng)端位于另外一端時(shí)，選擇反相放大。利用線(xiàn)性數字電位器(如DS1267，圖2所示)可以數字控制放大器的極性和增益。因為很多數字電位器具有雙路配置，使得電路中“額外的”一個(gè)電位器用于信號處理任務(wù)。電位器滑動(dòng)端位置可通過(guò)3線(xiàn)接口(由/RST、CLK和DQ組成)配置；寫(xiě)入00000000時(shí)，將滑動(dòng)端設置在電位器的最低端，此時(shí)電路配置為反相放大(增益 = -1)。寫(xiě)入11111111時(shí)，滑動(dòng)端位于電位器的最高端，將電路配置為同相放大(增益 = +1)。當滑動(dòng)端設置在這兩個(gè)值之間時(shí)，增益將在+1至-1之間變化。

數字電位器簡(jiǎn)化電路圖

圖2. 利用數字電位器代替S1和S2，可以數字控制電路增益(從-1至+1)。DS1267上電時(shí)滑動(dòng)端位于電位器的中心位置，相當于在反相和同相輸入端施加相同電壓，使運算放大器輸出為零，從而建立一個(gè)有效的上電靜音功能。

其它功能

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

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