作者:Stephen Woodward,文章来源:EDN电子技术设计
不久前,我发表了一个设计实例“仅需一个电位器,就能将运算放大器增益从-30dB调整到+60dB”。
Gain = (R2ccw/(R1 + R2ccw))(R3/R2cw + 1)
图1:接地的电位器使R2同时用作输入衰减器和输出增益调节器。
最近我开始琢磨数字电位器(Dpot)是否可以代替图1中的机械R2。图2显示了一种看似可能的Dpot拓扑。
图2:R2的功能与图1相同,但R4 R5 C2提供直流偏置,以适应双极性信号。那么Rw滑动电阻效应如何?
仔细检查后,发现效果并不理想。这是因为滑动电阻干扰了R2两半的隔离,而最初的电路正是通过这种隔离实现工作的。图3显示了我最终采取的解决方案。
图3:将围绕A2的正反馈回路和负反馈回路结合起来,产生有源负阻=-R4。
A2及其周围的网络是这一设计的基础。它们产生有源负阻效应,从Rw中减去,如果调整为R4=Rw,理论上(工程师最不喜欢的词)可以完全抵消它。
一个快速消除Rw的方法是将Dpot设置写为零,提供~1v rms输入,然后修整R4以使输出为零。
图4:红色曲线表示未补偿的Rw(~150Ω),请注意跨度两端的20dB损耗。黑色曲线表示用负电阻补偿Rw的情况(R4=Rw=150)。
图5:使用机械电位器的增益曲线与带有负电阻Rw补偿的Dpot相同。