Что такое усилитель с программируемым коэффициентом усиления?

Что такое усилитель с программируемым коэффициентом усиления?

Усилитель с программируемым коэффициентом усиления — это усилитель, который позволяет пользователю изменять величину усиления с помощью программирования.

Это усилитель, который использует операционные усилители и, как правило, имеет неинвертирующую конфигурацию. Поскольку усиление можно регулировать с помощью программирования, усилители с программируемым коэффициентом усиления оставляют место для изменений в цепи сигнала, где аналоговые сигналы преобразуются в цифровые сигналы.

Это приводит к разработке гибких продуктов, поскольку можно гибко реагировать на пожелания клиентов или пользователей, например, увеличивать мощность приема сигнала, изменяя усиление позже.

Применение усилителей с программируемым усилением

Усилители с программируемым усилением в основном используются для усиления сигнала в устройствах, которые принимают сигналы или шум, таких как коммуникационное оборудование, детекторы и анализаторы. Примерами являются базовые станции и приемники для сотовых телефонов, ультразвуковые радары, беспроводная связь и анализ голоса. Другие приложения включают управление двигателем.

При выборе спецификаций для усилителей с программируемым усилением следует учитывать диапазон и тип программируемого усиления, величину импеданса и точность усиления.

Принцип усилителей с программируемым усилением

Усилители с программируемым усилением используют лестничную конфигурацию резисторов в секции отрицательной обратной связи операционных усилителей и переключают эти значения резисторов с помощью операции переключения, управляя значениями регистров цифровых схем. Это обеспечивает переключение усиления и работу усилителя с широким динамическим диапазоном.

В дополнение к значению сопротивления секции отрицательной обратной связи, другой метод заключается в изменении внутреннего напряжения, подаваемого на операционный усилитель, путем программирования, что позволяет изменять коэффициент усиления самого операционного усилителя, чтобы изменять величину усиления. Программируемые усилители усиления для оборудования, используемого в медицинских приборах и научных экспериментах, требуют усилителей с большим динамическим диапазоном, низким уровнем шума и превосходной температурной стабильностью.

По этой причине некоторые продукты включают резисторы или конденсаторы в программируемых усилителях усиления для формирования фильтра нижних частот и устранения высокочастотного шума. Также доступны продукты, которые соединяют несколько операционных усилителей с цепью, которая имеет программируемый переключатель и т. д., так что операционные усилители могут управляться программой по мере необходимости, обеспечивая эффективное и большое усиление.

Другая информация о программируемых усилителях усиления

1. Программируемые усилители усиления, используемые в приложениях датчиков

При проектировании системы с использованием датчиков выходной диапазон различных типов датчиков разрабатывается так, чтобы соответствовать входному диапазону АЦП на последующем этапе, но диапазон вход-выход в системе не всегда совпадает. В таких случаях между датчиком и АЦП следует использовать усилители с программируемым коэффициентом усиления, чтобы охватить очень низкий выходной диапазон датчика на очень низких уровнях и соответствовать входному диапазону АЦП.

В случае применения датчиков уровни шума, естественно, должны учитываться из-за их роли в применении. Инструментальные усилители также часто используются, но усилители с программируемым усилением можно рассматривать как инструментальные усилители с дополнительной функцией переменного усиления на втором этапе.

2. Разница между усилителями с программируемым усилением (PGA) и усилителями с переменным усилением (VGA)

Оба одинаковы в том смысле, что это усилители, усиление которых можно изменять и регулировать. Усилители с программируемым усилением (PGA) используются для регулировки усиления дискретных (точных) значений, поскольку они имеют цифровое управление и переключение битов (4x, 8x, 16x и т. д.), а не непрерывно регулируются аналоговым способом.

Обратите внимание, что разрешение регулировки в настройке усиления равно количеству битов в регистре регулировки. С другой стороны, усилитель с переменным усилением (VGA) представляет собой аналоговое устройство с непрерывным управлением усилением и относительно быстрым откликом, подходящее для приложений, требующих работы АРУ (автоматической регулировки усиления).