《电子技术应用》

利用数字变阻器和运算放大器构建可变增益反相放大器

2010/9/19 10:51:16

 

功能指标

 

利用数字变阻器AD5270/AD5272和运算放大器AD8615构建紧凑型、低成本、5 V、可变增益反相放大器

 

电路说明

图1所示电路采用数字变阻器 AD5270/AD5272 和运算放大器AD8615 ,提供一种紧凑型、低成本、低电压、可变增益反相放大器。AD5270/AD5272(10引脚3 mm × 3mm × 0.8 mm LFCSP)和AD8615(5引脚TSOT-23)封装尺寸小、成本低,为模拟信号处理电路提供了业界领先的解决方案。


 

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该电路提供1024种不同增益,可通过SPI(AD5270)或I2C(AD5272)兼容型串行数字接口控制。AD5270/AD5272具有± 1%电阻容差性能,可在整个电阻范围内提供低增益误差,如图2所示。

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本电路支持轨到轨输入和输出,既可采用+5 V单电源供电,也可采用± 2.5 V双电源供电,并且能够提供最高±150mA的输出电流。

此外,AD5270/AD5272内置一个50次可编程存储器,可以在上电时自定义增益设置。

本电路具有高精度、低噪声和低总谐波失真(THD)等特性,非常适合仪器仪表的信号调理应用。

本电路采用数字变阻器AD5270/AD5272和CMOS运算放大器AD8615,提供一种低成本、可变增益反相放大器。

以反向模式连接的AD8615对输入信号VIN进行放大。该运算放大器具有低噪声、高压摆率以及轨到轨输入和输出特性。

最大电路增益由公式1确定。

equation

流过AD5270/AD5272。(RAW = 20 kΩ version) 的最大电流为±3mA,由此可根据电路增益限定最大输入电压VIN,如公式2所示。

equation

当与VIN相连的输入信号高于公式2所确定的理论最大值时,应增大R2,并利用公式1重新计算新增益。

另外,还应计算最小增益以减少因AD5270/AD5272漏电流引起的误差。要使漏电流误差忽略不计,流过R2的电流应至少为50 nA的最差条件漏电流的100倍。因此,通过R2的最小电流应为5 μA,这也确定了公式3中的R2最小值.

equation

图2显示了在这些假设条件下,根据运算放大器的输入电压得出的R2 值可能范围。

AD5270/AD5272的±1%内部电阻容差可确保增益误差较低,如图3所示。

电路增益计算公式为:

equation

其中D为载入该数字电位计的码。

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