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     電路功能與優(yōu)勢(shì)

　　圖1所示電路采用數(shù)字變阻器AD5270/AD5272 和運(yùn)算放大器AD8615，提供一種緊湊型、低成本、低電壓、可變?cè)鲆嫱�相放大器。AD5270/AD5272（10引腳3 mm × 3mm × 0.8 mm LFCSP）和AD8615（5引腳TSOT-23）封裝尺寸小、成本低，為模擬信號(hào)處理電路提供了業(yè)界領(lǐng)先的解決方案。

圖1. 可變?cè)鲆嫱�相放大器（原理示意圖，未顯示去耦和所有連接）

　　該電路提供1024種不同增益，可通過SPI(AD5270)或 I2C(AD5272)兼容型串行數(shù)字接口控制。AD5270/AD5272具有± 1%電阻容差性能，可在整個(gè)電阻范圍內(nèi)提供低增益誤差，如圖2所示。

圖2. R2值范圍與最小輸入信號(hào)的關(guān)系

　　本電路支持軌到軌輸入和輸出，既可采用+5 V單電源供電，也可采用± 2.5 V雙電源供電，并且能夠提供最高±150mA的輸出電流。

　　此外，AD5270/AD5272內(nèi)置一個(gè)50次可編程存儲(chǔ)器，可以在上電時(shí)自定義增益設(shè)置。

　　本電路具有高精度、低噪聲和低總諧波失真(THD)等特性，非常適合儀器儀表的信號(hào)調(diào)理應(yīng)用。

　　電路描述

　　本電路采用數(shù)字變阻器AD5270/AD5272和CMOS運(yùn)算放大器AD8615，提供一種緊湊型、低成本、可變?cè)鲆嫱�相放大器�?/P>

　　輸入信號(hào)VIN由AD8615放大。該運(yùn)算放大器具有低噪聲、高壓擺率以及軌到軌輸入和輸出特性。

　　最大電路增益由公式1確定。

　　流過AD5270/AD5272（RAW = 20 kΩ 版本）的最大電流為±3mA，由此可根據(jù)電路增益限定最大輸入電壓VIN，如公式2所示。

　　當(dāng)與VIN相連的輸入信號(hào)高于公式2所確定的理論最大值時(shí)，應(yīng)增大R2，并利用公式1重新計(jì)算新增益。

　　另外，還應(yīng)計(jì)算最小增益以減少因AD5270/AD5272漏電流引起的誤差。要使漏電流誤差忽略不計(jì)，流過R2的電流應(yīng)至少為50 nA的最差條件漏電流的100倍。因此，通過R2的最小電流應(yīng)為5 μA，這也確定了公式3中的R2最小值。

　　圖2顯示了在這些假設(shè)條件下，根據(jù)運(yùn)算放大器的輸入電壓得出的R2值可能范圍。

　　AD5270/AD5272的±1%內(nèi)部電阻容差可確保增益誤差較低，如圖3所示。

　　其中D為載入該數(shù)字電位計(jì)的碼。

圖3. 增益和增益誤差與十進(jìn)制碼的關(guān)系

　　當(dāng)電路輸入為交流信號(hào)時(shí)，數(shù)字電位計(jì)的寄生電容可能會(huì)導(dǎo)致輸出發(fā)生不良振蕩。不過，在反相器輸入與其輸出之間連接一個(gè)小電容C1便可避免這種情況。對(duì)于圖4所示的增益和相位圖，所用電容值為10 pF。

圖4. 交流輸入信號(hào)的增益和相位與頻率的關(guān)系（為顯示完整增益曲線，垂直刻度經(jīng)過壓縮）

　　AD5270/AD5272具有一個(gè)50次可編程存儲(chǔ)器，可以在上電時(shí)將輸出電壓預(yù)設(shè)為特定值。