數控雙極性放大器設計

這篇技術簡介要求理解放大器典型增益控制電路的配置，討論了線性和非線性數字電位器應用。基本的技術需求是在音頻或其它電位器/運算放大器應用中，用固態電位器代替傳統的機械電位器。本文還介紹了校準和偏置控制應用中(諸如工業控制、音頻和電信)用數字電位器代替機械電位器的背景需求。

簡介

圖1所示電路提供了一個反相或同相放大信號的配置。當開關S1閉合、S2斷開時，電路表現為一個標準的反相放大器；當S1斷開、S2閉合時，信號傳送到運算放大器的同相輸入端，電路表現為一個同相放大器。如果S1和S2是單芯片模擬開關，可利用數字信號完成對該電路的控制。

反相或同相放大信號的配置圖

圖1. 當S1斷開、S2閉合時，電路為-1倍增益的反相放大器；當S1閉合、S2斷開時，電路為+1倍增益的同相放大器。

數字電位器簡化電路設計

可使用電位器來代替開關。當滑動端位于電位器的高端時，選擇同相放大；滑動端位于另外一端時，選擇反相放大。利用線性數字電位器(如DS1267，圖2所示)可以數字控制放大器的極性和增益。因為很多數字電位器具有雙路配置，使得電路中“額外的”一個電位器用于信號處理任務。電位器滑動端位置可通過3線接口(由/RST、CLK和DQ組成)配置；寫入00000000時，將滑動端設置在電位器的最低端，此時電路配置為反相放大(增益 = -1)。寫入11111111時，滑動端位于電位器的最高端，將電路配置為同相放大(增益 = +1)。當滑動端設置在這兩個值之間時，增益將在+1至-1之間變化。

數字電位器簡化電路圖

圖2. 利用數字電位器代替S1和S2，可以數字控制電路增益(從-1至+1)。DS1267上電時滑動端位于電位器的中心位置，相當于在反相和同相輸入端施加相同電壓，使運算放大器輸出為零，從而建立一個有效的上電靜音功能。

其它功能

電路的一個附加功能是當DS1267首次上電時，滑動端自動設置在電位器的中心位置。相當于向運算放大器的輸入端施加了相同信號，運算放大器輸出零信號，從而建立一個上電靜音功能！

對數電位器，如DS1802，也可用于該電路配置。但由于是對數抽頭，不能實現反相至同相增益的平滑變換。可以進行某些增益控制，但兩種工作模式不對稱。另外，在電位器的高端和低端之間跳變可實現增益在-1和+1之間的切換，利用一個“額外的”電位器可以替代模擬開關。