圖1所示電路采用數(shù)字變阻器 AD5270/AD5272 和運算放大器AD8615 ,提供一種緊湊型、低成本、低電壓、可變增益反相放大器。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,為模擬信號處理電路提供了業(yè)界領(lǐng)先的解決方案。
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,可在整個電阻范圍內(nèi)提供低增益誤差,如圖2所示。
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50次可編程存儲器,可以在上電時自定義增益設(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調(diào)理應用。
本電路采用數(shù)字變阻器AD5270/AD5272和CMOS運算放大器AD8615,提供一種低成本、可變增益反相放大器。
以反向模式連接的AD8615對輸入信號VIN進行放大。該運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 version) 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。
當與VIN相連的輸入信號高于公式2所確定的理論最大值時,應增大R2,并利用公式1重新計算新增益。
另外,還應計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,流過R2的電流應至少為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。
電路增益計算公式為:
其中D為載入該數(shù)字電位計的碼。