使用一個(gè)線性電位器將運(yùn)算放大器增益從 -30 dB 調(diào)整到 +60 dB
良好的手動(dòng)調(diào)節(jié)音頻增益級(jí)具有以下特點(diǎn):
低噪聲、低失真,
20 kHz 帶寬,
寬增益調(diào)節(jié)范圍(例如90dB),以及
對(duì)數(shù)(至少偽對(duì)數(shù))控制特性
有效地跨越寬增益范圍和良好的分辨率(不太抽搐)
圖 1的電路檢查了所有這些框。
圖 1 基于 OP37,它具有令人印象深刻的規(guī)格列表。它們包括 60 MHz 增益帶寬,使 20 kHz 帶寬與高達(dá) 3000x = +70 dB 的增益兼容,噪聲約為 3 nV/Hz 1/2,小于 600 Ω 電阻器的熱噪聲,約為 20 ?V 輸入直流偏置等
圖 1 利用了這些令人印象深刻的功能,同時(shí)也適應(yīng)了一個(gè)怪癖。為了確保穩(wěn)定性,OP37 需要 5 = 14 dB 的閉環(huán)增益。R2:R3 比率可確保滿足此要求。
閉環(huán)增益 = R3/R2 + 1 = 4.03 + 1 = 5.03
但整個(gè)電路 14dB 的增益與許多音頻應(yīng)用不兼容,這些應(yīng)用通常要求可調(diào)增益 < 1,甚至接近于 0。這就是 R1/R2 可變分壓器的原因,它設(shè)置了較低的增益,而不會(huì)產(chǎn)生雙電位器的成本。
將電位計(jì)擦拭器接地會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)機(jī)械連接但電氣獨(dú)立的可變電阻器。下半部分 (ccw) 與 R1 配合形成一個(gè)可變輸入衰減器,其(輸入)增益為:
GI = 2ccw/(1 + 2ccw)
ccw = R2 在 ccw 限制和游標(biāo)位置之間的分?jǐn)?shù)
因此,當(dāng) ccw 從 0 變?yōu)?1 時(shí),GI(衰減器增益)從接近 0 變?yōu)?2/3。
同時(shí),電位器的上半部分與 R2 形成可變反饋網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)設(shè)置 OP37 的閉環(huán)(輸出)增益:
GO = (8.06/2cw + 1)
CW = R2 在游標(biāo)和 CW 限制之間的分?jǐn)?shù)
級(jí)聯(lián)這兩個(gè)比率(均由 R2 電位器控制)可得到總 IN 到 OUT 增益積:
I/O增益 = (2ccw/(1 + 2ccw))(8.06/2cw + 1)
圖 2顯示了偽對(duì)數(shù)結(jié)果圖,在 -10 dB 至 +40 dB 范圍內(nèi)具有良好的對(duì)數(shù)一致性。
圖 2偽對(duì)數(shù) GIGO 增益與 R2 游標(biāo)位置的關(guān)系 0 到 1 = 完全 CCW 到完全 CW。
為了優(yōu)化噪聲性能,R1 和 R3 應(yīng)為金屬膜類型,以避免碳電阻器過(guò)量 (1/f) 噪聲,R2 應(yīng)為金屬陶瓷類型。