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  • 增益可调放大电路

    2013-08-21 21:16:03
    基于multisim12版本的增益可调放大电路,其使用运放为LM6172最大放大倍数可达5倍之高!
  • 在采用反相运算放大反馈环路中,高共模差动放大器有助于最高达500 V高压差分测量。 用低压电子器件监控电力线电压或其它大信号有两种常用解决方案:一种是用高电阻分压器衰减输入,后接一个运算放大器作为...
  • 项目需求,需要用到 PGA可编程增益放大器,放大递归规律要为指数。 需求参数:输入信号为100KHz正弦波,程控增益倍数 Gain=1~256。于是带宽积GBP >= 30MHz,压摆率SR>=3.2V/us。 起初是用分立芯片搭,MCP...

    1. 放大器需求

    项目需求:需要用到 PGA可编程增益放大器,放大递归规律要为指数

    需求参数:输入信号为100KHz正弦波,程控增益倍数 Gain=1~256。于是带宽积GBP >= 30MHz,压摆率SR>=3.2V/us

     

    2. 起初不成熟方案

    起初方案:起初是用分立芯片搭的,MCP41010数字电位器 + 反相放大器,效果一般。

    优劣:使用起来比较麻烦。主要原因是 MCP41010只能单电源供电,运放可以用双电源供电。但由于 MCP41010单电源的原因,输入信号 <-0.7V的波形会有损失。几乎没有什么优势可言。

     

    3. 后期最优方案

    后期更优的方案:寻求专用集成芯片

    TI的PGA主要产品

    TI的PGA主要产品和参数
      供电范围Vs 电源方式 增益带宽积GBP 压摆率SR 增益倍率Gain 通道数 内部放大器拓扑结构
    PGA280 10~36V 单/双电源 6MHz 1V/us 1/8~128 4通道 差分放大
    PGA281 10~36V 单/双电源 6MHz 1V/us 1/8~128 1通道 差分放大
    PGA112 2.2~5.5V 单电源 10MHz 3V/us 1~128 2通道 同相放大器
    PGA116 2.2~5.5V 单电源 10MHz 3V/us 1~128 10通道 同相放大器

    TI的PGA芯片看了一圈就很尴尬,要不不能双电源供电,要不带宽不够,要不压摆率不够。寻求其他产品。

    ADI的PGA主要产品

    ADI的PGA主要产品和参数
      供电范围Vs 电源方式 增益带宽积GBP 压摆率SR 增益倍率Gain 放大器数量 内部放大器拓扑结构
    LTC6910-2 2.7~10.5V 单/双电源 11MHz 12V/us -1~-64 1运放 反相放大器
    LTC6911-2 2.7~10.5V 单/双电源 11MHz 16V/us -1~-64 2运放 反相放大器
    LTC6912-2 2.7~10.5V 单/双电源 30MHz 20V/us -1~-64 2运放 反相放大器

    ADI的PGA产品参数都很硬,果断 ADI YES,选型使用了 LTC6912CGN-2

    由于LTC6912内部放大器拓扑为反相放大器,输入输出反相。于是我设计电路将 LTC6912 内部2个反相放大器串联使用,正好使输入输出变为同相。并且放大器串联可以让带宽积增大,增益范围也变大为0~4096,在我的需求环境中无带宽失真,爽歪歪。

    从Bom商那里拿了几片,¥18/pcs。还能用得起,比起秃头搞电路来说很实在了。

     

    4. LTC6912电路

     

    5. LTC6912-2 - SPI 写时序

    (CLK上升沿数据有效。黄色 - CLK。蓝色 - Din。CS没接示波器,有CLK的时候CS要为低电平。)

    图中SPI时序的串联总增益 = 32倍,以此为例

    channel-B:Gain = -1,  对应 SPI一个字节的高4位,编码为 0001。

    channel-A:Gain = -32,对应 SPI一个字节的低4位,编码为 0110。

    时序较为简单,三线SPI。每次设置增益需要发送1个字节(8Bits)。高四位为channel-B增益,低四位为channel-A增益。

    注意:设置增益为0时,相当于关断输出。

     

    6. 驱动代码

    uint8_t OPx[50]={   0x11, 0x12, 0x13, 0x14, 0x15, 0x16, 0x17,
                        0x21, 0x22, 0x23, 0x24, 0x25, 0x26, 0x27,
                        0x31, 0x32, 0x33, 0x34, 0x35, 0x36, 0x37,
                        0x41, 0x42, 0x43, 0x44, 0x45, 0x46, 0x47,
                        0x51, 0x52, 0x53, 0x54, 0x55, 0x56, 0x57,
                        0x61, 0x62, 0x63, 0x64, 0x65, 0x66, 0x67,
                        0x71, 0x72, 0x73, 0x74, 0x75, 0x76, 0x77,};
    //分别对应系统放大:1,2,4,8,16,32,64,
    //                2,4,8,16,32,64,128
    //                4,8,16,32,64,128,256
    //                8,16,32,64,128,256,512
    //                16,32,64,128,256,512,1024
    //                32,64,128,256,512,1024,2048
    //                64,128,256,512,1024,2048,4096
    
    //LTC6912-2 PGA增益设置
    void LTC6912_SetGain(uint16_t xGain)
    {
    	uint8_t gtemp=0;
    
    	switch(xGain)
    	{
    		case 1:
    			gtemp=0;
    			break;
    		case 2:
    			gtemp=1;
    			break;
    		case 4:
    			gtemp=2;
    			break;
    		case 8:
    			gtemp=3;
    			break;
    		case 16:
    			gtemp=4;
    			break;
    		case 32:
    			gtemp=5;
    			break;
    		case 64:
    			gtemp=6;
    			break;
    		case 128:
    			gtemp=13;
    			break;
    		case 256:
    			gtemp=20;
    			break;
    		case 512:
    			gtemp=27;
    			break;
    		case 1024:
    			gtemp=34;
    			break;
    		case 2048:
    			gtemp=41;
    			break;
    		case 4096:
    			gtemp=48;
    			break;
            default:
                break;
    	}
    	
    	LTC6912_SPI_SendOneByte(OPx[gtemp]);    //就是普通的SPI-WRITE,1个字节
    }
    

     

    7. 测试波形:

    实际电路中 LTC6912-2 的供电为双电源 ±2.5V,输出电压轨约为 ±2V。

    黄色CH1为输入信号,蓝色CH2为输出信号。

    Gain = 1

    Gain = 4

    Gain = 16

    Gain = 64

    Gain = 64

    Gain = 4096

    Gain = 256:(输入输出依旧能保存很好的一致性)

     

    测试仪器为泰克 TBS1202B示波器,电脑上位机截屏软件使用的是 OpenChoice。

    官网下载方式太慢,附个人下载链接https://download.csdn.net/download/Mark_md/12556223

     

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  • 具有数字增益开关仪表放大器具有显著优势,例如节约电路板空间、由于减少焊点而提高可靠性以及降低总成本等。这些重要特性根源在于增益调整网络是单片IC必要组成部分。
  • 在信号处理过程中,输入信号通常是夹杂噪声和干扰微弱信号,而且信号强度、噪声和干扰频率也是变化,为了得到高信噪比输出信号,就...可调增益程控滤波器就是为了适应这种要求而设计出来一款信号处理电路
  • 增益带宽可调放大

    2015-06-24 16:37:05
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  • 可编程增益放大

    2014-08-19 21:31:56
    可编程自动增益放大器设计,主要用于微弱信号自动放大的硬件电路设计,增益可调40dB。
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  • T型反馈放大电路详解

    千次阅读 2018-10-26 09:34:45
    上图(a)中所示反相放大电路,若输入电阻R1取值较大,为实现电路较大增益,则反馈电阻R2会变得非常大,实装或得到这种大阻值电阻比较困难。 图(b)为降低阻值T型反馈电路,一般取R1=R11,由R12和R13决定...

    上图(a)中所示的反相放大电路,若输入电阻R1取值较大,为实现电路较大增益,则反馈电阻R2会变得非常大,实装或得到这种大阻值的电阻比较kun
    上图(a)中所示的反相放大电路,若输入电阻R1取值较大,为实现电路较大增益,则反馈电阻R2会变得非常大,实装或得到这种大阻值的电阻比较困难。
    在这里插入图片描述
    图(b)为降低阻值的T型反馈电路,一般取R1=R11,由R12和R13决定增益,因此可见无需使用100MΩ的R2,即可以实现100倍增益。
    在这里插入图片描述
    在实际使用中一般使用可调电阻来对放大倍数进行实时可调,方便实验调试。

    需要注意的几点:
    T型放大一般适用场合增益在100倍以上。
    T型放大电路会使噪声增益变大
    T型反馈电路用于反相放大电路或变形的I-V电路中
    同相放大电路当中几乎不适用这种T型反馈电路

    引用自马场清太郎著运算放大器应用电路设计

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  • 实验七 集成功率放大电路

    千次阅读 2020-12-04 23:02:00
    1.熟悉集成功率放大电路的特点。 2.掌握集成功率放大电路的主要性能指标及测量方法。 二、实验仪器及材料 1.示波器 2.信号发生器 3.万用表 三、预习要求 1.复习集成功率放大电路工作原理,对照图12.2分析电路工作...

    一、实验目的

    1.熟悉集成功率放大电路的特点。
    2.掌握集成功率放大电路的主要性能指标及测量方法。
    

    二、实验仪器及材料

    1.示波器
    2.信号发生器
    3.万用表
    

    三、预习要求

    1.复习集成功率放大电路工作原理,对照图12.2分析电路工作原理。
    2.在图12.1电路中,若VCC=12V,RL=8Ω,估算该电路的Pcm、PV值。
    3.阅读实验内容,准备记录表格。
    

    集成功率放大器是一种音频集成功放,具有自身功耗低、电压增益可调整、电压电源范围大、外接元件少和总谐波失真少的优点。分析其内部电路,可得到一般集成功放的结构特点。LM386是一个三级放大电路,第一级为直流差动放大电路,它可以减少温飘、加大共模抑制比的特点,由于不存在大电容,所以具有良好低频特性可以放大各类非正弦信号也便于集成。它以两路复合管作为放大管增大放大倍数,以两个三极管组成镜象电路源作差分发大电路的有源负载,使这个双端输入单端输出差分放大电路的放大倍数接近双端输出的放大倍数。第二级为共射放大电路,以恒流源为负载,增大放大倍数减小输出电阻。第三级为双向跟随的准互补放大电路,可以减小输出电阻,使输出信号峰峰值尽量大(接近于电源电压),两个二极管给电路提供合适的偏置电压,可消除交越失真。可用瞬间极性法判断出,引脚2为反相输入端,引脚3位同相输入端,电路是单电源供电,故为OTL(无输出变压器的功放电路),所以输出端应接大电容隔直再带负载。引脚5到引脚1的15KΩ电阻形成反馈通路,与引脚8引脚1之间的1.35KΩ和引脚8三极管发射极间的150Ω电阻形成深度电压串联负反馈。此时:在这里插入图片描述
    ,理论分析当引脚1引脚8之间开路时,有:在这里插入图片描述
    ,当当引脚1引脚8之间外部串联一个大电容和一个电阻R时,在这里插入图片描述
    ,因此当R=0时,在这里插入图片描述

    四、实验内容

    1.按图12.1电路在实验板上插装电路。不加信号时测静态工作电流。
    在这里插入图片描述

    				12.1
    

    2.在输入端接1KHz信号,用示波器观察输出波形、逐渐增加输入电压幅度,直至出现失真为止,记录此时输入电压,输出电压幅值,并记录波形。

    在这里插入图片描述

    				图12.2  LM386内部电路
    

    上图引脚1和引脚8之间电阻值错误,应为1.35KΩ,而不是1.5KΩ。
    3.去掉10μ电容,重复上述实验。
    4.改变电源电压(选5V、9V两档)重复上述实验。
    实验电路图12.1中,开关与C2控制增益,C3为旁路电容,C1为去耦电容滤掉电源的高频交流部分,C4为输出隔直电容,C5与R串联构成校正网络来进行相位补偿。当负载为在这里插入图片描述
    时,在这里插入图片描述,当输出信号峰峰值接近电源电压时,有在这里插入图片描述在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    以上输入输出值均为峰值(峰峰值的一半)。IQ电流将万用表直流电流档位串到VCC和6管脚。
    

    五、实验报告

    1.根据实验测量值、计算各种情况下Pom、PV及η。
    2.作出电源电压与输出电压、输出功率的关系曲线。

    六,仿真图:

    在这里插入图片描述

    展开全文
  • LMH6502作为第二级放大电路可通过DA控制其增益大小,变化范围为-40~20 dB。最后一级经OPA695进行信号总体放大,使其总增益可达到60 dB以上。调零电路使整个放大器最大程度减小了直流偏移,并通过减小电源纹波和使用...
  • 目前实现增益可调方法之一是采用旁路选择法,即通过控制旁路选择电路开关获得很大的增益可变范围,但该方法对增益的调节是不连续的;为了实现了增益可调提出了负反馈方法和电流分离技术。但这两种方法
  • 目前实现增益可调方法之一是采用旁路选择法,即通过控制旁路选择电路开关获得很大的增益可变范围,但该方法对增益的调节是不连续的;为了实现了增益可调提出了负反馈方法和电流分离技术。但这两种方法都是
  • 包括差动输入仪表放大器电路,高输入阻抗仪表放大器电路,增益可调的差动放大电路,正负10V巩膜电路等等电路图,还有各元器件介绍
  • 试设计一个放大倍数步进式可调的语音放大电路。 要求: 1、前置放大器:输入信号Uid=5mV,放大倍数为10,输入阻抗Ri≥100kΩ; 2、中间放大器:放大倍数在1~31之间步进式可调,每次按键使放大倍数增加或减小2; 3、...

    步进式增益调节语音放大器

    一、设计任务

    通常语音信号非常微弱,需要经过放大、滤波、功率放大后才能驱动扬声器发声。试设计一个放大倍数步进式可调的语音放大电路。
    要求:
    1、前置放大器:输入信号Uid=5mV,放大倍数为10,输入阻抗Ri≥100kΩ;
    2、中间放大器:放大倍数在1~31之间步进式可调,每次按键使放大倍数增加或减小2;
    3、有源带通滤波器:通带100Hz~3.5kHz;增益Au=1;
    4、电源电压:+5V,+12V,-12V;
    5、具有按键防抖功能。

    二、方案设计

    本语音放大器应包括前置放大器、中间放大器、有源带通滤波器、步进式增益调节电路等几部分组成,如图所示。
    在这里插入图片描述
    前置放大器、中间放大电路、有源带通滤波器均可采用集成运算放大器设计。步进式增益调节电路可采用计数电路和模拟电子开关切换运放反馈电阻或输入电阻来实现。

    三、仿真参考

    在这里插入图片描述
    仿真下载地址:关注公众号:Kevin的嵌入式学习站,进入后台输入:语音放大器,就OK啦!

    在这里插入图片描述

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空空如也

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可调增益的放大电路