可以设定放大倍数的可编程放大器电路功能及原理

电路的功能

该电路是一种由CPU控制的输入4个数据来设定*1、*10、*100、*1000倍的DC放大器。从电路图即可看出，用来切换放大倍数的模拟开关被直接接在OP放大器的输入端子上，所以这种放大器是一种不因通态电阻而产生误差的高精度放大器。

电路工作原理

因为同相放大电路的放大倍数是反馈电路分压比的倒数，并由R2~R5确定分压比，所以可由外部信号选定放大倍数。例如，若需要A=10，为了使分压比为1/10，可以采用90K：10K的电阻分压电路。按照这个顺序对各放大倍数进行计算，则得出电路图中的参数。因为电阻阵列中选用了与之适应的分压电阻，所以当应用时对象要求精度高时，可使用本电路。

输入端的R1及D1、D2是输入保护电路，在仪表内使用本电路时也可不用R1及D1、D2，为了改变反馈电路的分压比获得可变增益，应选用输入偏流小的FET输入型OP放大器。在可变增益DC放大器中需要有失调调整电路，选用最大放大倍数后用VR1进行失调调整。放大倍数设定为1000倍时，频率特性会因P放大器的环路增益高而恶化，应予注意。另外，如果A~D输入全部为“H”电平，就会成为开环状态，OP放大器输出饱和。

注释

OP放大器的频率特性

人们都愿意使用内部进行相位补偿的OP放大器，虽然这种OP放大器用于视频波段时，为了充分发挥元件特性，采用了高级相位补偿技术，但考虑到元件的误差、周围温度变化等因素，我们不推荐这种OP放大器。

这种放大器如果加大放大倍数，在低频范围也会出现问题。下图中表示进行了相位补偿的通用OP放大器的开环特性和放大倍数为A1~A3时对应的频率特性。

在可编程放大器中，频率特性随放大倍数变化而变，请予注意，尤其是应用对象存在信号相位偏移时，实用频率范围要窄得多。

带宽为FT的OP放大器，如果增益为200DB，那么在100KHZ频率响应会有所下降。

同样，再加大增益到60DB，边界频率则为1KHZ。为了解决这一问题，可采取以下办法，对FT高的OP放大器不是进行相位补偿，而是加大放大倍数，前级使用可变衰减器，如有可能可使用电阻衰减器，这样高增益放大器的频率-相位特性则可始终保持不变，而不受放大倍数设定值的影响。