是否有可编程可变电阻器

电器工程 微控制器 放大器 获得
2022-01-18 12:24:45

我有一个幅度可以变化的电流信号。我目前有一个使用 330 欧姆电阻的跨阻放大器。

然而,这个信号的幅度可以变化,我希望能够在微控制器需要时改变增益。

有没有像 SPI 部件那样改变命令阻力的东西?

4个回答

您正在寻找的术语是数字电位器

搜索零件以找到适合您需求的零件。您可以获得高达 10 位的分辨率。请注意,上电时该值可能为最小值或最大值,直到您通过数字接口发送所需的值。

您似乎正在尝试构建可编程增益放大器。正如 jusaca 所说,可编程电阻器以数字电位器的形式存在。

但是,您也可以购买可编程增益放大器。通过您最喜欢的电子分销商(farnell、digikey、mouser 等)寻找 PGA。

两种设备都没有无限带宽(我知道一个学生遇到麻烦正是因为他们想使用数字电位器来处理 1 MHz 信号,而数字电位器不会让它通过),但它往往是PGA 在其数据表中具有更可预测/更好指定频率响应的情况。

此外,您还需要阅读 Friis 的噪音公式;信号处理步骤链中的第一个放大器控制了整体噪声性能,因此应尽可能高(增益/噪声系数);预先进行固定的低噪声放大,然后进行可变衰减可能是有意义的(这可以通过数字电位器或“倍增 DAC*”或其他方式来完成)。尤其是在 RF 中,这就是你所要做的最常见的发现!

除了上面给出的解决方案外,您还可以使用压控电阻器并将其从 D 驱动到 A。一种方法是使用 FET,一种更模糊的方法是使用机械和光学耦合到的光敏电阻器一个LED。

FET 方法的价值可能有限,因为它只能用于单极;然而,LDR 方法具有 LDR 与控制信号完全隔离,并且是完全双极性的优良品质。

有几种方法可以在没有专用芯片的情况下实现。

1. 使用 GPIO 引脚作为初级 DAC

设计放大器电路,使增益可以通过连接到地的电阻器来改变。这在通常的跨阻放大器中是不可能的,但如果在其后添加一个单独的非反相运算放大器电路,则很容易实现。

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

在上面的示例中,有 3 个 GPIO 连接了 1、2 和 4 kohm 电阻。通过将一些 GPIO 设置为输出 0,将其他 GPIO 设置为高阻输入引脚,可以改变增益:

GP1 GP2 GP3   Gain
 Z   Z   Z    1x
 Z   Z   0    2x
 Z   0   Z    3x
 Z   0   0    4x
 0   Z   Z    5x
 0   Z   0    6x
 0   0   Z    7x
 0   0   0    8x

2. 使用多个 ADC 通道

如果几个增益步骤就足够了,另一种解决方案是利用大多数微控制器中可用的多个模拟通道。

设计具有恒定增益的跨阻放大器。尽量降低噪声水平,因为第一增益级通常对系统中的总噪声影响最大 - 如果您使用小型 SMD 电阻器而不是可编程电阻芯片,则更容易将噪声降至最低。

之后添加更多电压放大级,每个级具有固定增益(例如 4x 和 16x 级)。现在将直接 1x 信号连接到一个 ADC 输入,将 4x 信号连接到另一个输入,将 16x 信号连接到第三个输入。通过选择不同的 ADC 通道,您可以改变软件的有效增益。

示意图

模拟这个电路