同相程控增益放大器电路如23所示。
程控增益放大器的几种通用设计方法
程控增益放大器的几种通用设计方法
程控增益放大器是一种可以根据输入信号的强弱自动调节增益的放大器。
它在很多领域都有广泛的应用，比如音频设备、通信系统以及各种测量仪器中。
本文将介绍几种常见的程控增益放大器的通用设计方法。
一、电容偶合式程控增益放大器
电容偶合式程控增益放大器是一种简单而常用的设计方法。
其基本原理是通过在输入信号的源端串联一个可变电容器，通过改变电容器的容值来调节输入信号的强弱，并最终达到调节增益的目的。
具体的设计步骤如下：
1. 确定增益范围和调节步长：根据实际需求确定程控增益放大器的增益范围和调节步长。
增益范围越大，调节步长越小，对电容器的容值要求也越高。
2. 选择电容器：根据增益范围和调节步长的要求，选择适合的电容器。
一般来说，电容器的容值应在增益范围的1/10至1/100之间。
3. 设计电路：根据选择的电容器，设计出电容偶合式程控增益放大器的电路。
电路的基本原理为输入信号经过输入电容后，通过放大电路放大后输出。
4. 调节电容器：通过改变电容器的容值，调整输入信号的强弱和放大器的增益。
可以通过改变电容器的容值之间的连接方式或者通过改变电容器的容值来实现调节。
电容偶合式程控增益放大器、阻容偶合式程控增益放大器和反馈式程控增益放大器是几种常见的程控增益放大器的通用设计方法。
不同的设计方法有不同的原理和实现方式，可以根据实际需求和具体情况选择合适的方法进行设计。
同相放大电路的电路结构及输入输出关系
同相放大电路的电路结构及输入输出关系下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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程控增益放大器和自动调整增益放大器的设计
●集成电路应用 程控增益放大器和自动调整增益放大器的设计武汉华中理工大学自控系(430074) 王俊杰 黄心汉摘 要:在很多信号采集系统中都需要进行量程切换,最常用的方法就是调整放大器的增益;在很多场合需要用软件来控制放大器增益,或者放大器能自动调整增益。
结合一些新近推出的集成芯片,给出了实现这两种放大器的一些实用电路。
关键词:程控增益放大器 自动调整增益放大器 D A 在很多信号采集系统中,信号变化的幅度都比较大,如果采用单一的放大增益,那么放大以后的信号幅值有可能超过A D 转换的量程,所以必须根据信号的变化相应调整放大器增益。
在自动化程度要求较高的系统中,用手工切换电阻来改变放大器增益的方法是不可取的,这就希望能够在程序中用软件控制放大器的增益,或者放大器本身能够自动调整增益到合适的范围。
下面介绍几种采用不同方案设计的程控增益放大器和自动调整增益放大器。
1 使用具有程控增益放大功能的集成芯片近年来,一些著名的模拟器件生产厂家,如AD (A nalog D evice )公司、BB (BU RR -BROWN )公司等都推出了一系列具有程控增益功能的芯片。
表1列出了几种常见型号。
表1 具有程控增益功能的常见集成芯片芯片名称公司可选的放大增益PGA 102103BB 公司1,10,100PGA 203BB 公司1,2,4,8PGA 202 204BB 公司1,10,100,1000AD 365(带采样保持)AD 公司1,10,100,500AD 524AD 公司1,10,100,1000AD 75068(8通道)AD 公司1,2,4,8,16,32,64,128图1 程控增益放大器电路图这些芯片的性能优越,使用方法简单明了,只需很少的外围器件就能构成一个完美的程控增益放大器。
这里给出由PGA 203构成的程控增益放大器的电路图,如图1所示。
在这里,所有的电源都应当通过一个1ΛF 的钽电容接到模拟地;因为11脚和4脚上的任何电阻都会引起增益误差,所以它们的连线应当尽可能短。
程控放大电路
图3 程控放大电路图
下一个图更好的。
因为在节电源的地方都接了去耦的电容~
程控放大电路的设计
由于要求系统实现1V/div 、0.1V/div、2mV/div三档垂直灵敏度，因此采用程控放大电路，对应上述三档垂直灵敏度，采用可控的三档放大实现。
程控放大电路图如下图7所示：
图7 程控放大电路图
程控放大电路
检测到的峰值判断程控放大的倍数。
经程控放大电路调整后的信号送入TLC5510进行A/D转换，电路图如图6所示。
由于TLC5510较易受外部信号的干扰，需特别注意各引脚接电源和接地时的滤波。
可用电容和电感实现滤波和隔离。
TLC5510的输入前加了一级放大电路，采用LF356实现。
同样，放大电路也要加滤波电容，以免引入干扰信号。
图6 TLC5510转换电路。
程控增益放大
#include<reg52.h>#include<intrins.h>#include<absacc.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit rs = P2^0;sbit rw = P2^1;sbit en = P2^2;sbit psb = P2^3;sbit ret = P2^5;sbit Tlc549_Clk = P3^0; //时钟口sbit Tlc549_Data = P3^1; // 数据口sbit Tlc549_Cs = P3^6; // 片选口#define DAC1 XBYTE [0x7fff]#define DAC2 XBYTE [0xBfff]#define DAC XBYTE [0x3fff]uchar code table[11]; // 缓冲区uchar tt; //定时器0中断次数uchar code Sin[256]={0x80,0x83,0x86,0x89,0x8d,0x90,0x93,0x96,0x99,0x9c,0x9f,0xa2,0xa5,0xa8,0xab,0xae,0xb1,0xb4,0xb7,0xba,0xbc,0xbf,0xc2,0xc5,0xc7,0xca,0xcc,0xcf,0xd1,0xd4,0xd6,0xd8,0xda,0xdd,0xdf,0xe1,0xe3,0xe5,0xe7,0xe9,0xea,0xec,0xee,0xef,0xf1,0xf2,0xf4,0xf5,0xf6,0xf7,0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,0xfc,0xfd,0xfd,0xfe,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfd,0xfd,0xfc,0xfb,0xfa,0xf9,0xf8,0xf7,0xf6,0xf5,0xf4,0xf2,0xf1,0xef,0xee,0xec,0xea,0xe9,0xe7,0xe5,0xe3,0xe1,0xde,0xdd,0xda,0xd8,0xd6,0xd4,0xd1,0xcf,0xcc,0xca,0xc7,0xc5,0xc2,0xbf,0xbc,0xba,0xb7,0xb4,0xb1,0xae,0xab,0xa8,0xa5,0xa2,0x9f,0x9c,0x99,0x96,0x93,0x90,0x8d,0x89,0x86,0x83,0x80,0x80,0x7c,0x79,0x76,0x72,0x6f,0x6c,0x69,0x66,0x63,0x60,0x5d,0x5a,0x57,0x55,0x51,0x4e,0x4c,0x48,0x45,0x43,0x40,0x3d,0x3a,0x38,0x35,0x33,0x30,0x2e,0x2b,0x29,0x27,0x25,0x22,0x20,0x1e,0x1c,0x1a,0x18,0x16,0x15,0x13,0x11,0x10,0x0e,0x0d,0x0b,0x0a,0x09,0x08,0x07,0x06,0x05,0x04,0x03,0x02,0x02,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x02 ,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0d,0x0e,0x10,0x11,0x13,0x15,0x16,0x18,0x1a,0x1c,0x1e,0x20,0x22,0x25,0x27,0x29,0x2b,0x2e, 0x30,0x33,0x35,0x38,0x3a,0x3d,0x40,0x43,0x45,0x48,0x4c,0x4e ,0x51,0x55,0x57,0x5a,0x5d,0x60,0x63,0x66 ,0x69,0x6c,0x6f,0x72,0x76,0x79,0x7c,0x80 };uchar keyscan(void); //键扫void display1(); //三角波输出void display2(); // 方波输出void display3(); // 正弦波输出void writedata(uchar date);void checkbusy(); //判忙void lcdset(); //液晶初始化void writecommand(uchar command); //向液晶写指令void display(uchar m, uchar n, uchar *p); //void lcd_int(); //液晶功能设置// void lcd_clear(); //清屏// uchar command;void key1(); //键扫void keyc(); //void t0(void);void shuzhichuli(); //幅值处理函数uint x,y,d,f; //幅值十位、个位、百分位uchar a,c,h,b,o,p; //此时rate>1000&&rate<500000 的变量uchar l,u; //此时rate<100 的变量uchar q,r,t; // 此时rate<1000&&rate>100 的变量uchar flag; //50ms标志位unsigned long rate; //实际频率uint count; //void ini(void); //定时器初始化void t0(void);uchar measure(); //测频程序void displaycefu(); //测幅函数void displaycepin(); //测频函数uchar measure(); //测频处理函数uchar Tlc549_read();//从Tlc549中读取数据void delay(uint k){while(--k);}void main(void){ini();lcdset();delay(1000);lcdset();display(1,3,"请你选择");delay(1000);display(2,1,"1"); //显示幅值display(2,2,"测幅值");delay(1000);display(2,5,"2");delay(1000);display(3,1,"3");display(3,2,"波形选择");delay(1000);while(1){shuzhichuli();keyc();}}/*键扫子程序***************************************************/ uchar keyscan(void){uchar scan,tmp;P1=0xf0; //发全行0扫描码if((P1&0xf0)!=0xf0) //若有键按下{delay(100); // 延时去抖if((P1&0xf0)!=0xf0) //延时再判键是否还按下{scan=0xfe;while((scan&0x10)!=0) //逐行扫描{P1=scan; //输出行扫描码if((P1&0xf0)!=0xf0) //本行有键按下{tmp=(P1&0xf0)|0x0f;return ((~scan)|(~tmp));} //还回键值else scan=(scan<<1)|0x01; //行扫描码左移一位}}}return (0); //无键按下,还回0}void display1() //三角波{writecommand(0x01);display(1,2,"此时输出山角波");delay(1000);display(2,1,"一");display(2,2,"频率为");display(3,1,"二");while(1){{uchar i;for(i=0;i<0xff;i++){DAC1=i;}for(i=0xff;i>0;i--){DAC1=i;}}}}void display2() //方波{writecommand(0x01);display(1,2,"此时输出方波");delay(1000);display(2,1,"一");display(2,2,"频率为");display(3,1,"二");display(3,2,"幅值为");while(1){DAC1=0X00;delay(100);DAC1=0xff;delay(100);}}void display3() //正弦波{writecommand(0x01);display(1,2,"此时输出余弦波");delay(1000);display(2,1,"一");display(2,2,"频率为");display(3,1,"二");display(3,2,"幅值为");while(1){uchar i;if(i++==256)i=0;DAC1=Sin[i];}}//===========字符显示============================================ void display(uchar m, uchar n, uchar *p){ //y表示行x表示列都为首地址switch (m){case 1:writecommand(0x7f+n); break; //液晶第一行case 2:writecommand(0x8f+n); break; //0x90+(x-1)case 3:writecommand(0x87+n); break;case 4:writecommand(0x97+n); break;default:break;}while(*p)writedata(*p++);}//=========================判忙================================= void checkbusy(){rs=0;rw=1;P0=0xff;while(1){en = 1;if(P0 < 0x80)break;//P0的最高位为忙标志为，H:忙，L:空闲en = 0;}en=0;}//===========液晶写指令=========================================void writecommand(uchar command){checkbusy();rs=0;rw=0;en=1;P0=command; //液晶数据线P0en=0;}//============液晶写数据========================================= void writedata(uchar date){checkbusy();rs=1;rw=0;en=1;P0=date;en=0;}//==============液晶功能设置========================================= void lcdset(void){psb=1;writecommand(0x34); //扩充指令writecommand(0x30); //基本指令集writecommand(0x01); //清屏，DDRAM的地址归零writecommand(0x02); //地址归位writecommand(0x0c); //显示开，光标关，反白关writecommand(0x06); //DDRAM地址加1}void keyc(){uchar v,a=0x7f,b=0;v=keyscan(); //一直调键扫delay(100);a=keyscan();delay(100);b=keyscan();switch(v){case 0x11: display1(); break; //按0键输出三角波case 0x21: display2(); break; //按1键输出方波case 0x41: display3(); break; //按2键输出正弦波case 0x81: displaycepin(); break; //按3键进入测频显示程序case 0x12: displaycefu();key1(); break; //测幅显示程序按4键进入调整状态}}void ini(){TMOD=0X51; //设置定时器0定时50ms，定时器1计数；TH0=(65536-46082)/256; //定时时间为50msTL0=(65536-46082)%256;TH1=0X00; // 计数TL1=0X00; //TR1=1; //开定时器1计数TR0=1; //开定时器0定时ET0=1; //开定时器0中断EA=1; //开总中断}//定时器一中断void t0(void) interrupt 1 using 2{TH0=(65536-46082)/256; //定时时间为50msTL0=(65536-46082)%256;flag=1;measure();}//测频程序//uchar measure(){{TR0=0;TR1=0;count=TH1*256+TL1; //读出定时器一的计数rate=count*20;TH1=0x00;TL1=0x00;}TR0=1;TR1=1;return(rate);}///键值处理函数void key1(){uchar w;w=keyscan();switch(w){case 0x42: d++; //按6键幅度加一case 0x82: d--; //按7键幅度减一}}/********幅值数值处理函数********/void shuzhichuli(void){uchar dd;float t,cnt;dd=Tlc549_read();cnt=(5.0/255)*dd;x=cnt;t=cnt-x;t=t*100;y=t;d=y/10;f=y%10;}//从TLC549中读出数据uchar Tlc549_read(){uchar i,T1=0;Tlc549_Cs =0; //使能549for(i=0;i<8;i++){Tlc549_Clk =1; //准备好数据delay(10);T1=T1<<1; //左移1位if(Tlc549_Data==1)T1=T1+1; //保存本次移出的位Tlc549_Clk =0; //打出下一位数据}Tlc549_Cs =1; //释放对TLC945的控制return T1;delay(10);}void displaycefu() //测幅显示函数{writecommand(0x01);display(2,5,"x.");display(2,6,"df");display(2,7,"V");}void displaycepin() //测频显示函数{if(rate<100){table[0]=rate/10;table[1]=rate%10;writecommand(0x01);display(3,2,"频率为");display(3,5,"lu");display(3,6,"HZ");}if(rate<1000&&rate>100){table[2]=rate/100;table[3]=rate/10%10;table[4]=rate%10;display(2,5,"qr");display(2,6,"tH");display(2,7,"Z");}if(rate>1000&&rate<500000){table[5]=rate/100000;table[6]=rate/10000%10;table[7]=rate/1000%10;table[8]=rate/100%10;table[9]=rate/10%10;table[10]=rate%10;writecommand(0x01);display(2,2,"频率为");display(3,2,table[5]);display(3,3,table[6]);display(3,4,"table[7]");display(3,5,"table[8]");display(3,6,"table[9]");display(3,7,"table[10]");display(3,8,"HZ");}}//=========显示数字=============================================== void displayNumber(uchar y,uchar x,uchar number){switch (number){ //引号内数字为中文全角输入占据一个汉字位置case 0:display(y,x,"０");break;case 1:display(y,x,"１");break;case 2:display(y,x,"２");break;case 3:display(y,x,"３");break;case 4:display(y,x,"４");break;case 5:display(y,x,"５");break;case 6:display(y,x,"６");break;case 7:display(y,x,"７");break;case 8:display(y,x,"８");break;case 9:display(y,x,"９");break;default:break;}}void displayshuju(){display(1,2,"这时输入波形的");display(2,1,"一幅值为");display(3,1,"二频率为"); }。
程控增益放大器
程控增益放大器(总21页) --本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--模拟电子技术基础课程设计(论文)程控增益放大器院（系）名称电子与信息工程学院专业班级通信132班学号学生姓名指导教师起止时间：—课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院教研室：电子信息工程摘要本文设计是程控增益放大器。
说明了程控增益放大器的结构和功能及其主要的特点。
最后举出了实用电路。
放大器是应用最广泛的一类电子线路。
它的功能是将输入信号进行不失真地放大。
在广播，通信，自动控制，电子测量等各种电子设备中，放大器是必不可少的组成部分。
在各类电子仪器和设备所采用的电子线路中，集成运算放大器是应用最普遍的模拟电子器件。
集成运放配上不同的反馈网络和采用不同的反馈方式，就可以构成功能和特性完全不同的各种集成运放电子电路，简称运放电路。
这些运放电路是各种电子电路中的最基本的组成环节。
本系统能够实现增益由程序控制，能够满足各项技术指标，测量准确，工作可靠，性能价格比较高。
关键词：运算放大器；多路转换开关；程控；增益放大目录第1章绪论............................................................................... 错误!未定义书签。
程控增益放大器发展概况（或研究现状） ................... 错误!未定义书签。
本文研究内容 ................................................................... 错误!未定义书签。
第2章程控增益放大器总体设计方案................................... 错误!未定义书签。
程控增益放大器设计方案论证 ...................................... 错误!未定义书签。
课程设计(模电)程控增益放大器设计
电子技术课程设计报告（一）程控增益放大器设计院系：电气与信息工程学院专业：电子信息工程班级：11-2班姓名：学号：黑龙江工程学院电气与信息工程学院目录目录 (1)第1章系统设计 (2)1.1设计要求 (2)1.1.1设计任务 (2)1.1.2技术要求 (2)1.2方案比较 (2)1.3 方案论证 (3)1.3.1 总体思路 (3)1.3.2 设计方案 (3)第2章主要电路设计与说明 (5)2.1 CD4052芯片说明 (5)2.2 TL082 (5)2.3主要电路的设计 (6)第3章系统的安装、调试与参数测量 (8)3.1系统的安装 (8)3.2调试 (8)3.3参数测量 (9)3.3.1 测量数据与理论数据 (9)3.3.2 误差分析 (9)第4章结论、修改意见及心得体会 (10)4.1 结论 (10)4.2 修改意见 (10)参考文献 (11)附录 (12)第1章 系统设计1.1设计要求1.1.1设计任务设计一个程控增益放大器，要求提供总体设计方案，画出各单元及总体电路图，计算元件参数，安装并调试电路。
写出设计总结报告。
1.1.2技术要求1) 增益调整为：1倍、2倍、5倍、和10倍4档；2) 由拨码开关切换增益；3) 10倍增益带宽为20KHz ；1.2方案比较方案一：采用由同相比例放大器构成的程控增益放大器，如图1.2.1：图1.2.1 电磁继电器法通过切换电阻R 的值，从而改变放大倍数RR 1A f +=。
f R 的切换通过继电器开关来切换。
这种方案由于继电器尺寸过大，工作慢，效率低、线圈还需要大的能量，所以工作电流大，并且存在电磁辐射，所以这种方案不可取。
方案二：依然采用同相比例放大器构成的程控增益放大器，如图1.2.2：图1.2.2 模拟开关方法两路模拟开关的控制端接在一起，并用电压跟随器跟随输出端，这样的设计不仅解决了模拟开关导通电阻对电路精度的影响，并且达到了正比例放大电路的要求。
程控增益放大器
摘要】概述了程控增益放大器的基本原理，总结了当前程控增益放大器电路的实现方法及其特点。
关键词：程控增益放大器，数字电位器，D／A转换1 引言在自动测控系统和智能仪器中，如果测控信号的范围比较宽，为了保证必要的测量精度，常会采用改变量程的办法。
改变量程时，测量放大器的增益也应相应地加以改变；另外，在数据采集系统中，对于输入的模拟信号一般都需要加前置放大器，以使放大器输出的模拟电压适合于模数转换器的电压范围，但被测信号变化的幅度在不同的场合表现不同动态范围，信号电平可以从微伏级到伏级，模数转换器不可能在各种情况下都与之相匹配，如果采用单一的增益放大，往往使A／D转换器的精度不能最大限度地利用，或致使被测信号削顶饱和，造成很大的测量误差，甚至使A／D转换器损坏。
使用程控增益放大器就能很好地解决这些问题，实现量程的自动切换，或实现全量程的均一化，从而提高A／D转换的有效精度。
因此，程控增益放大器在数据采集系统、自动测控系统和各种智能仪器仪表中得到越来越多的应用。
2 基本原理程控增益放大器（Programmable GainAmplifier，PGA）的基本形式是由运算放大器和模拟开关控制的电阻网络组成，其基本原理如图1所示。
模拟开关则由数字编码控制。
数字编码可用数字硬件电路实现，也可用计算机硬件根据需要来控制。
由图1可知放大器增益G：电路通过数字编码控制模拟开关切换不同的增益电阻，从而实现放大器增益的软件控制。
3 程控增益放大器的实现根据程控增益放大器的基本原理，它有多种实现方法。
（1）最简单的实现方法是基于上述基本原理实现的程控增益放大器。
该电路由运算放大器、模拟开关、数据锁存器和一个电阻网络组成。
其特点是可通过选用精密测量电阻和高性能模拟开关组成精密程控增益放大器，但缺点是漂移较大，输入阻抗不高，电路线路比较复杂。
图2是由数据锁存器74LS373、4SPST模拟开关MAX313、运放0P07和一个电阻网络组成的实用精密程控增益放大器电路，通过选择电阻网络电阻RF1～RF4和电阻RI的阻值，经模拟开关4个通道的切换与组合，可得到15个不同的放大／衰减增益。
（原创）程控增益电路和程控衰减电路（电路，数模）
（原创）程控增益电路和程控衰减电路（电路，数模）1.Abstract设想⼀下，要是能⽤数码控制的⽅式控制模拟信号输出的幅度，信号输出的增益能得到调节，这样的话，就可以使⽤数字逻辑来控制模拟信号幅度了，这样数字信号和模拟信号就可以打交道了。
模拟信号和数字信号的转换常有两种，模数转换（ADC或者A/D转换）和数模转换（DAC或者D/A转换）。
这⾥的程控增益控制电路和程控衰减电路也是基于数模转换，之所以⽤增益和衰减，是根据⽐例系数来说的，若信号输出⽐⼤于1，则说明是在放⼤信号，也就是幅值在增长，所以⽤增益更确切；反过来，若信号输出⽐⼩于1，则说明是在缩⼩信号，也就是幅值在减⼩，⽤衰减更确切。
本质上是⼀样的，两种说法不同⽽已了。
下⾯具体来看看怎么实现。
2.Content2.1 基本模型程控电路的基本模型是由运算放⼤器组成，根据运放虚短和虚断的特点来构成⽐例放⼤电路。
先看⼀个⼀般的放⼤电路。
FIG2.1 ⼀般⽐例放⼤电路模型很容易理解，运放管的5脚和6脚电平相同，为低电平，那么输⼊电流为箭头⽅向标明了电流⽅向。
再看输出电流箭头⽅向表明了电流⽅向，输⼊电流与输出电流幅值是相等的，若以运放6脚为参考点，等式加⼊参考⽅向以后，有电路的输出输⼊的电压⽐例系数就可以算出来了，电路的电压⽐例系数就可以转换成由电阻来确定了。
值得注意的是，输出的电压是负值，也就是要求运放是双电源供电的；若是采⽤单电源供电的运放，只需将5脚6脚的位置换⼀换，改成上正下负的就可以了，切记的是放⼤的幅度不要超过运放的供电电压（运放是不能稳定输出⼀个⽐供电电压还要⼤的信号）；不过，在双电源情况将负值信号搬回到正值区间也⽐较容易，再⽤⼀个反向⽐例放⼤电路就可以了，这个⽐较实⽤，将图画⼀画。
FIG2.2放⼤信号反向跟第⼀个电路⼀样，有反向和放⼤的功能，输出输⼊的电压幅值⽐取决于R4和R3，要是只做反向功能的话，选取R4的阻值等于R3的阻值就可以了。
同相放大器电路
同相放大器电路同相放大器电路同相放大器电路是一种基本的运算放大器电路，常用于信号放大和滤波等应用。
在同相放大器电路中，输入信号被传输到两个输入端口，并通过一个运算放大器进行放大，输出信号从输出端口传输。
同相放大器电路的特点是具有高增益、低失真和高输入阻抗等优点。
一、同相放大器电路的基本原理1.1 运算放大器运算放大器是一种高增益、高输入阻抗、低输出阻抗的差分放大器。
它由一个差分输入级和一个单端输出级组成。
差分输入级由两个晶体管组成，单端输出级由一个晶体管组成。
运算放大器的输出信号等于其差分输入信号的差值乘以其增益。
1.2 同相放大器电路同相放大器电路是一种基于运算放大器的电路，它将一个信号通过一个运算放大器进行增益处理，并将结果从输出端口传输出去。
同相放大器电路通常由两个输入端口和一个输出端口组成。
其中，一个输入端口连接到正极（非反向）输入引脚上，另一个输入端口连接到负极（反向）输入引脚上。
输出端口从运算放大器的输出引脚连接。
二、同相放大器电路的特性2.1 高增益同相放大器电路具有高增益，可以将输入信号放大到很高的水平。
其增益等于电路中反馈电阻和输入电阻的比值。
由于同相放大器电路中反馈电阻很小，输入电阻很大，因此其增益非常高。
2.2 高输入阻抗同相放大器电路具有高输入阻抗，可以避免对被测信号产生影响。
其输入阻抗等于运算放大器的非反向输入端口和反向输入端口之间的差分电阻。
2.3 低失真同相放大器电路具有低失真，可以保持信号波形不变形。
由于同相放大器电路中使用了运算放大器，因此其非线性失真很小。
三、同相放大器电路的应用3.1 信号放大同相放大器电路常用于信号放大应用中。
在这种应用中，它可以将微弱的信号增强到足够强度以便进行后续处理或显示。
3.2 滤波同相放大器电路还可以用作滤波器。
通过调整反馈电阻和输入电阻的比例，可以实现不同类型的滤波器，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
3.3 信号匹配同相放大器电路还可以用于信号匹配。
程控增益放大模块的使用
程控增益放大模块的使用学号 2015212822 学生姓名张家梁专业名称应用物理学（通信基础科学）所在系（院）理学院指导教师韩康榕2017 年 1 月 6 日程控增益放大模块的使用张家梁（北京邮电大学，北京 100876）摘要：实验中使用程控增益放大模块，核心部分为由串行接口乘法数模转换器DAC8802芯片组成的程控放大和衰减部分。
对开发板烧录好程序后通过显示模块的滚轮调节码值，并且可选择将外部信号或者程控放大衰减信号作为输入，通过TPA2005D芯片得到音频输出信号，具体可通过示波器进行波形的比较和分析。
关键词：程控放大和衰减；音频输入输出；双踪示波器；数模转换The Use of Programmable Gain Amplification ModuleJiaLiang Zhang(Department of Applied Physics, Beijing, BJ 10, China)Abstract：Experiment using programmable gain amplification module, the core part of the serial interface by the multiplier DAC8802 DAC chip composed of programmable amplification and attenuation part. After the programming board to burn the program through the display module of the wheel adjustment code value, and can choose to use an external signal or program-controlled amplification of the attenuation signal as input, through the TPA2005D chip audio output signal, the waveform can be compared through the oscilloscope and analysis. Keywords: Programmable amplification and attenuation; Audio input and output; Dual trace oscilloscope;Digital-analog conversion引言程控增益放大器是一种放大倍数由程序控制的放大器，在多通道多参数空间一个测量放大器，多通道放大器的信号的大小并不相同，都是放大至A/D交换器输入要求的标准是电压，因此对各个通路要求测量放大器的增益也不同。
同相放大电路增益带宽
同相放大电路增益带宽1. 引言同相放大电路是一种常用的电子放大器电路，其主要作用是将输入信号放大到所需的输出信号。
增益带宽是指在特定频率范围内，放大器能够提供稳定的增益。
本文将详细介绍同相放大电路的结构、工作原理以及如何优化增益带宽。
2. 同相放大电路结构和工作原理同相放大电路通常由一个差分输入级和一个共射输出级组成。
差分输入级包括两个晶体管，一个为P型晶体管，另一个为N型晶体管。
共射输出级通常由一个NPN型晶体管构成。
工作原理如下：1.输入信号经过差分输入级，根据输入信号的正负变化，P型晶体管和N型晶体管将进行不同程度的导通。
2.差分信号经过共射输出级时，通过负反馈作用使得输出信号与输入信号之间形成反向关系。
3.输出信号经过负载后得到放大。
3. 增益带宽的定义增益带宽是指在特定频率范围内，放大器能够提供稳定的增益。
在同相放大电路中，增益带宽通常由两个因素决定：差分输入级的增益带宽和共射输出级的增益带宽。
差分输入级的增益带宽是指在特定频率范围内，差分输入级能够提供稳定的增益。
共射输出级的增益带宽是指在特定频率范围内，共射输出级能够提供稳定的增益。
4. 提高同相放大电路增益带宽的方法为了提高同相放大电路的增益带宽，可以采取以下几种方法：4.1 使用高频晶体管将晶体管替换为具有更高截止频率和更低噪声系数的晶体管可以显著提高差分输入级和共射输出级的增益带宽。
高频晶体管具有更高的迁移频率和更小的基极电容，使得其在高频范围内表现更好。
4.2 优化偏置电流通过优化偏置电流可以改善同相放大电路的线性度和动态范围。
合理选择偏置电流可以使得晶体管在工作范围内保持饱和或截止状态，从而提高增益带宽。
4.3 使用电容耦合在差分输入级和共射输出级之间使用电容耦合可以降低输入和输出之间的直流偏置。
这样可以避免直流偏置对放大器性能的影响，并提高增益带宽。
4.4 加入负反馈通过加入负反馈回路，可以有效地降低非线性失真和噪声。
负反馈可以改善放大器的频率响应特性，并提高增益带宽。
程控增益放大器工作原理
程控增益放大器工作原理程控增益放大器是一种利用程控技术实现增益可调的放大器。
在通信系统中，为了满足不同信号的传输要求，需要使用增益可调的放大器进行信号放大。
而程控增益放大器通过控制电路中的参数，实现对放大器增益的调节，从而满足不同信号的放大需求。
程控增益放大器的基本工作原理如下：当输入信号经过放大器时，通过控制电路中的程控元件，可以调节电路中的增益参数，从而实现对输出信号的放大程度的调节。
具体来说，程控增益放大器通常由一个可变增益放大器和一个控制电路组成。
可变增益放大器通常由可变增益元件和固定增益元件组成。
可变增益元件是放大器电路中的一个关键部分，它可以通过调节其传输特性来实现对信号的放大程度的调节。
常见的可变增益元件有可变电阻器、可变电容器、可变电感器等。
而固定增益元件则是为了保证放大器在不同增益状态下的性能稳定，通常采用固定值的电阻、电容、电感等元件。
控制电路是程控增益放大器中的另一个重要组成部分，它用于控制可变增益元件的传输特性。
控制电路可以根据外部信号的大小或者其他参数来调节可变增益元件的工作状态，从而实现对放大器增益的调节。
控制电路通常由电阻、电容、晶体管等元件组成，通过调节这些元件的参数，可以实现对放大器增益的精确控制。
程控增益放大器的工作过程可以简单描述为：当输入信号经过放大器时，控制电路根据外部信号的要求，调节可变增益元件的传输特性，从而实现对输出信号的放大程度的调节。
控制电路根据输入信号的大小、频率等参数，计算出对应的增益值，并将该值传输给可变增益元件，使其调整到相应的工作状态。
最终，放大器将调整后的信号进行放大，并输出到下一级电路或外部设备中。
需要注意的是，程控增益放大器的设计和实现需要考虑多个因素，如放大器的频率响应、增益范围、稳定性等。
在实际应用中，还需要根据具体的信号特性和系统要求进行调试和优化，以确保放大器在各种工作条件下都能够正常工作。
总结起来，程控增益放大器是一种利用程控技术实现增益可调的放大器，通过控制电路中的参数，实现对放大器增益的调节。
程控增益放大器工作原理(一)
程控增益放大器工作原理(一)程控增益放大器工作原理程控增益放大器（Programmable Gain Amplifier，PGA）是一种能够根据输入的控制信号来调节放大倍数的放大器。
它在诸多领域中得到广泛应用，如音频处理、仪器测量等。
本文将详细介绍程控增益放大器的工作原理。
1. 什么是程控增益放大器？程控增益放大器是一种具备可调节放大倍数的放大器。
它通常由可变增益放大器（Variable Gain Amplifier，VGA）和控制电路组成。
控制电路负责接收控制信号，并根据信号的数值来调节可变增益放大器的增益。
2. 可变增益放大器的实现原理可变增益放大器主要通过控制其反馈网络来实现增益的调节。
2.1 反馈网络的作用反馈网络在放大器中起到控制信号流动、调节增益的作用。
它可以将一部分输出信号通过反馈回来与输入信号相混合，从而实现增益调节。
2.2 反馈网络的类型可变增益放大器常用的反馈网络有以下几种类型：•串联反馈：将一部分输出信号与输入信号串联相加，并将相加结果作为反馈信号输入到放大器中。
•并联反馈：将一部分输出信号与输入信号并联相加，并将相加结果作为反馈信号输入到放大器中。
•混合反馈：同时采用串联反馈和并联反馈的方式。
3. 控制电路的工作原理控制电路在程控增益放大器中起到接收控制信号、并根据信号数值来调节增益的作用。
3.1 控制信号的输入方式控制信号可以通过多种方式输入到控制电路中，如电压信号输入、数字信号输入等。
通过合理设计接口电路，可以将不同形式的控制信号转换为电压信号，以便控制电路进行处理。
3.2 控制信号的处理方式控制信号经过控制电路的处理后，其数值将被转换为相应的增益调节值。
常见的处理方式包括数字-模拟转换、比较运算等。
4. 程控增益放大器的优势与应用程控增益放大器相比固定增益放大器具有以下优势：•灵活性高：可以根据需求灵活调节增益，适用于不同的应用场景。
•成本低：相比使用多个不同增益的放大器，使用单一的程控增益放大器可以降低成本。
09-3-4程控放大器
增益倍数 增益倍数
Hale Waihona Puke 2）内部结构与外部引脚(25-85º c)
小结：
1）程控放大器是智能仪器常用的放大部件之 一，应根据使用场合进行正确选用。 2）程控放大器 一般由放大器，可变反馈电阻 网络，控制接口三部分组成。 3）注意不同形式程控放大器的原理及特点。
3)接口电路:
根据改变增益的方法不同，放大器可有以下几种形式。 多档程控放大器； 增益线性变化的程控放大器； T型反馈电阻网络程控放大器。 下面举例说明. 例1：多档程控同相放大器 主要指各档闭环增益固定的程控放大器。 多用于增益分档数量不多，且需增益预知的场合。
原理如下图所示：
程控同相放大器 使用四选一的模 拟开关来切换反 馈电阻Rƒ实现四 种不同的闭环增 益,二位程控信号 CA，CB，与计算 机（或单片机的 并行口）的并行 输出口相连，接 受计算机控制。 如下表所示：
若当n=7时，此衰减电路增益如下表所示：
三.集成程控放大器
集成程控放大器种类繁多,如单端输入的 PGA100, PGA103,差分输入的 PGA202,PGA203， PGA204,PGA205等。 下面以美国BB公司PGA202为例说明： 将PGA202与PGA203级联使用可组成18000倍的16种程控增益。 1）主要性能特点：
2 .程控增益放大器的一般组成 一般由放大器，可变反馈电阻网络，控 制接口三部分组成。其原理框图如下所 示：
程控放大器与普 通放大器的区别: 1) 反馈电阻网络 可变 2)反馈电阻网络 受控于控制接口 的输出信号。 3) 由不同的控制 信号，产生不同的反馈系数来改变放大器的闭环增益。 由于可变反馈电阻网络有许多不同形式,由此也决定 了程控放大器也存在不同形式,下面介绍几种常用程 控放大器形式.
电位计是如何实现同相放大器的多种增益的？
电位计是如何实现同相放大器的多种增益的？
同相比例运放电路是运放的一种常见应用，通过设置不同阻值的反馈电阻即可实现不同的放大增益。
同相比例放大器的典型电路如下图所示：
根据“虚断”和“虚短”可以计算出，该运放电路的输出计算公司为：
Vo=(1+R2/R1)×Vin。
即实现了输入信号的比例放大作用，通过计算公司可以产出，同相运放电路的放大倍数取决于R2/R1的比值，在保证R1阻值固定的情况下，可以通过调节反馈电阻R2的阻值来实现不同的放大增益。
传统的改变增益的方法
传统的实现方式是将反馈电阻R2换成电位器，通过调节电位器改变反馈电阻R2的值，从而改变运放电路的放大增益。
电位器的实物图如下图所示：
通过电位计改变增益的方法
所谓电位计，就是数字式的电阻器，可以通过程序控制输出电阻值的大小，精度非常高可达±1%，以ADI的AD5272为例，介绍数字电位计。
AD5272是一款单通道、1024位数字变阻器，端到端电阻容差误差小于±1%，并具有50次可编程存储器，采用I2C串行接口，速率最高可达400 kbps。
该器件可选择多达三个不同的I2C地址。
单电源供电最高达5.5V。
用数字电位计实现的原理图如下。
单片机通过IIC接口控制电位计的阻值输出，从而实现改变运放电路的放大增益。
同相放大电路增益带宽
同相放大电路增益带宽1. 引言同相放大电路是一种常见的电子放大器电路，用于将输入信号放大到更高的幅度。
增益带宽是指在特定频率范围内，电路可以提供稳定的放大倍数。
本文将详细介绍同相放大电路的原理、设计和增益带宽的计算方法。
2. 同相放大电路原理同相放大电路通常是由一个差分放大器和一个输出级组成。
差分放大器通过对输入信号进行差分运算，实现对输入信号的增益。
输出级负责将差分放大器的输出信号转换为可用的电压或电流输出。
2.1 差分放大器差分放大器由两个输入端口和一个输出端口组成。
常见的差分放大器有共射极（emitter-coupled）差动对和共栅极（source-coupled）差动对等。
在共射极差动对中，两个晶体管基极通过一个共享的负反馈网络连接到一起，形成了一个负反馈环。
这种连接方式可以有效地抵消输入信号中的共模干扰，并提高增益和稳定性。
2.2 输出级输出级负责将差分放大器的输出信号转换为可用的电压或电流输出。
常见的输出级包括共射极放大器和共集极放大器等。
共射极放大器通过一个晶体管将输入信号转换为电压输出。
它具有较高的增益和较低的输出阻抗，适用于驱动低阻负载。
共集极放大器通过一个晶体管将输入信号转换为电流输出。
它具有较低的输入阻抗和较高的输出阻抗，适用于驱动高阻负载。
3. 同相放大电路设计3.1 放大倍数设计同相放大电路的设计首先需要确定所需的放大倍数。
根据应用需求和信号源特性，选择合适的增益值。
3.2 差分对设计选择合适的差分对类型和工作点，以满足所需增益和稳定性要求。
差分对中晶体管参数、偏置电流和偏置电压等都会影响差分对的性能。
3.3 输出级设计根据需要选择合适的输出级类型，并设置合理的工作点。
同时需要考虑输出级与差分对之间的匹配和驱动能力。
3.4 反馈网络设计为了提高放大电路的稳定性和线性度，通常需要添加反馈网络。
反馈网络可以通过调整放大电路的增益和频率响应来满足特定的要求。
4. 增益带宽计算方法增益带宽是指在特定频率范围内，电路可以提供稳定的放大倍数。
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图2.19(a)为AD521集成仪表放大器芯片的管脚，图 2.19(b)为AD521的外接电路，图2.19(b)中电位计起调 零作用。仪表放大器的电压增益为
Au
U0 Ui
RS RG
图2.19 AD521管脚及连接方法
2.3.2 电桥放大器
由传感器电桥和运算放大器组成的放大电路称为电 桥放大电路。应用于电参量式传感器，如电感式、电 阻应变式、电容式传感器等，经常通过电桥转换电路 输出电压或电流信号，并用运算放大器作进一步放大， 或由传感器和运算放大器直接构成电桥放大电路，输 出放大了的电压信号。
2.2.4 有源T型网络比例器
有源T型网络比例器如图2.13所示。在高比例系数高输入 电阻情况下，一般负比例器则很难做到。利用有源T型 网络比例器可以替代一般比例器，又可达到高比例系 数和高输入阻抗之目的。
图2.13 有源T型网络 比例器
电压放大倍数(比例系数)为
有源T型网络比例器的输入阻抗为
Rin
图2.8 反相加法运算电路
2. 同相加法运算电路
同相加法运算电路也称为正加法器，它的电路图如图2.9 所示
Uo
( RF R1
Ui1
RF R2
Ui2 )
图2.9 同相加法运算电路
2.2.3 减法器与积分器
1. 减法运算电路
Uo
RF R1
(U i2
U i1 )
2. 积分运算电路
1t
E
u 0 (t) - R1C
图2.14 指数运算电路
图2.15 对数运算电路
2.2.6 乘法与除法运算电路
1. 乘法运算器
2. 除法运算器
图2.16 乘法器的组成框图
U 0 kUi1U i2
式中k为比例系数。
图2.17 除法运算器组成框图
U0
k U i1 Ui2
2.3 信号放大电路
信号放大电路有两方面的功能： (1) 能将微弱的电信号增强到人们所需要的数值（即放大电信号），
RF R1
)U i
图2.5 同相比例运算电路
3. 电压跟随器与反向器
图2.6 电压跟随器
U0 Ui
图2.7 反向器
U0 -Ui
2.2.2 加法运算电路
1. 反相加法运算电路
Uo
( RF R1
U i1
RF R2
Ui2 )
当 R1 R2 时，
则有
Uo
RF R1
(U i1
Ui2 )
R1
R2 R3 R2 R3
（2.16）
有源T型网络比例器可以在电路中电阻阻值不太高 的情况下，同时获得较高的电压放大倍数和输入电阻，
这是一般反相比例运算电路做不到的。
2.2.5 指数与对数运算电路
在图2.14所示电路中 U 0 R1I seUd /UT R1I seUi /UT 在图2.15所示电路中 U 0 UT ln(U i / R1I s ) k ln U i
(1) 高共模抑制比；(2) 高速度；(3) 宽频 带；(4) 高精度；(5) 高稳定性；(6) 高 输入阻抗；(7) 低输出阻抗；(8) 低噪声。
2. 仪表放大器的组成与电路原理
图2.18中虚框为仪表放大器的原理电路。仪表放大 器常采用的形式为3个运算放大器，第一级为两个运算 放大器(A1、A2)组成的具有电压负反馈电路，这部分电 路具有双端输入、双端输出的特点。第二级为差动放 大器(A3)，将双端输入转换为单端输出。美国AD公司 的AD521仪表放大器就是采用图2.18所示的电路形式。
图2.1 运算放大器及电路符号
2. 运算放大器的封装
运算放大器有三种封装型式，即：金属圆形、双列直插 式、扁平式三种封装形式。封装所用的材料有陶瓷、 金属、塑料等。
图2.2 CF741集成运放外形及顶视图
2.1.2 理想运算放大器
运放工作在线性段
图2.3 运算放大器 的电路模型
2.2 基本运算电路
第2章 测试系统的基本电路
本章基本内容 2.1 运算放大器概述 2.2 基本运算电路 2.3 信号放大电路 2.4 有源滤波器 2.5 电压/电流转换电
2.1 运算放大器概述
2.1.1 运算放大器的符号与封装
1. 运算放大器的电路符号
(a) 国内符号 (b) 国际符号 (c)运算放大器直流电源的接法
Edt
0
t R1C
图2.10 减法运算电路
图2.11 积分运算电路
3. 加减法运算电路
利用反相输入和同相输入所导致输出电压的符号变 化，可以实现信号的加减法运算关系。加减法运算电 路如图2.12所示。容易求得输出电压与输入电压的关 系为 U 0 U i1 U i2 U i3
图2.12 加减法运算电路
目前，国内外已有不少厂家生产集成仪表放大器芯 片 ， 美 国 AD 公 司 提 供 的 有 AD521、AD522、AD612、 AD605等。国产集成仪表放大器芯片有 7650ZF605、 ZF603、ZF604、ZF606等。其中，7650ZF系列芯片 是高精度、低漂移和自动调零的放大器，应用很广泛。
为小信号放大和其他数据采集系统设计的高精度 仪表放大器，它将3个运算放大器和经激光修正的精密 电阻集成在一个单芯片上，保证了增益精度和温度的 稳定性。
仪表放大器的电压增益为
Au
U0 Ui
R3 R2
(1 2 R1 ) RG
图2.18 仪表放大器的电路原理图
3. 集成仪表放大器的引脚与外接电路
以便于人们测量和使用； (2) 某些电子系统需要输出பைடு நூலகம்大的功率，如家用音响系统，往往需要
把声频信号功率提高到数瓦或数十瓦。
在具体放大电路的设计中，不可能使所有性能指标达到最佳， 只能根据需要有所侧重。
2.3.1 集成仪表放大器
1. 问题的提出
仪表放大器除了对信号的放大外，还担负 着阻抗匹配和抑制共模干扰信号的任务， 对它的基本要求有：
常见的电桥放大电器是由电参量式传感器电桥和 运算放大器组成的电路。根据电桥的输出形式，放大 电路有单端输入和差动输入两类。电桥放大器广泛应 用于工业自动化变送器和微弱信号检测装置中，它的
2.2.1 比例运算电路
比例运算电路可分为反相比例运算电路和同相比例运 算电路两种。
1. 反相比例运算电路
该电路的输出电压与输入 电压之间的关系为
U0
RF R1
Ui
图2.4 反相比例运算电路
2. 同相比例运算电路
同相比例运算电路如图2.5所示，它的输出电压与输入 电压之间的关系为
U0
(1