如何在典型增益控制电路中配置运算放大器

本技术简报要求了解如何在典型增益控制电路中配置运算放大器。讨论了线性和非线性数字电位器应用。本文给出了将音频和其他电位计/运算放大器应用从传统机械电位计转换为固态电位计所需要求的基本技术概述。还提供了实现数字电位计所需的背景知识，以替代工业控制、音频和电信等应用中使用的校准和偏置控制中的机械电位计。

介绍

图1所示电路提供了一种在反相或同相模式下放大信号的方法。当开关S1关闭，S2导通时，电路表现为常规反相放大器。当S1导通，S2关断时，信号馈送到运算放大器的同相输入端，因此电路表现为同相放大器。如果S1和S2是单片模拟开关，则可以通过数字信号实现该电路的控制。

图1.当S1开路而S2闭合时，该电路是一个增益为-1的反相放大器。当S1闭合而S2开路时，电路为同相放大器，增益为+1。

数字电位器简化电路

可以使用电位计代替开关。当游标处于电位器高端时，选择同相模式;当它在另一端时，选择反相模式。使用DS1267等线性数字电位器，如图2所示，不仅可以对放大器的极性进行数字控制，还可以对放大器的增益进行数字控制。由于许多数字电位计采用双配置，因此允许电路中使用“额外”电位器来完成此信号处理任务。电位器的游标值通过由/RST、CLK和DQ组成的3线接口写入。游标值为000000000时，游标将游标设置为电位器的低端，使其成为反相（增益 = -1）电路。游标值为11111111会将游标设置为电位器的高端，使电路处于同相（增益 = +1）配置。这些值之间的游标设置将导致增益扫描从+1变为-1。

图2.使用数字电位计代替S1和S2，可以将该电路增益的数字控制从-1扫描到+1。DS1267的一个特点是，当游标位于电位器中央时，它上电，使反相输入和同相输入的电平相等。这会导致运算放大器没有输出，从而产生有效的上电静音功能。

其他功能

该电路的另一个特点是，当DS1267首次上电时，游标自动设置为电位器的中点。这导致将相等的信号发送到运算放大器输入端，导致运算放大器输出没有信号 - 实际上，创造了上电静音功能！

本电路配置可以使用DS1802等对数电位器，但由于对数锥度，无法实现从反相增益到同相增益的平滑过渡。可以进行一些增益控制，但两种工作模式之间并不对称。尽管如此，只需在电位器的高端和低端之间跳动即可在-1和+1增益之间完成切换动作，因此可以使用“额外”电位器代替模拟开关。