УСИЛИТЕЛЬ С ЦИФРОВЫМ ДВОИЧНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Часто при построении измерительных, связных и других радиосистем возникает необходимость в электронном ступенчатом управлении усиления сигнала. Эту задачу удобно решить, и пользуя усилитель на ОУс коммутацией резисторов в цепи обратной связи и на входе. Отношение сопротивлений резисторов определяет величину коэффициента усиления усилителя.

Такую коммутацию лег­ко осуществить электронны­ми ключами на полевых транзисторах, управляемы­ми напряжением, поступаю­щим на их входы.

Используя в качестве сиг­налов управления цифровой двоичный код, можно реали­зовать N ступеней усиления применяя всего log 2N коммутируемых компонентов схемы.

Рис. 22. Схема цифрового уп­равления коэффициентом уси­ления инвертирующего уси­лителя

На рис. 22 представлена схема усилителя, обеспечи­вающего цифровое управление четырьмя значениями ко­эффициента усиления при двух переключаемых компо­нентах. Четыре комбинации управляющих (отпирающих и запирающих) сигналов поступают на входы полевых ключей, определяя четыре возможных отношения сопротивлений резисторов обратной связи и входного. Таким образом без использования дешифратора реализуются четыре значения ступеней коэффициента усиления.

Для исключения влияния усиливаемого сигнала на за­пертое состояние ключей истоки полевых транзисторов подключены непосредственно к инвертирующему входу ОУ и находятся под потенциалом «кажущейся» земли.

Рис. 23. Усилитель с 16 дискретными ступенями усиления

Четыре значения коэффициента усиления (или ослаб­ления) связаны в этой схеме простым соотношением: если а, в, с и d — коэффициенты усиления или ослабления в децибелах, то сумма максимального и минимального коэффициентов равна сумме двух других независимо от сопротивлений резисторов R, R₂, Ra, Ra-

Указанные коэффициенты определяются из соотноше­ний:

 

При использовании резисторов указанных номиналов схема обеспечивает равномерное нарастание коэффици­ента усиления от 0 до 3 дБ через 1 дБ.

Соединяя последовательно два таких управляемых каскада, можно получить 16 ступеней уснлепия.

В схеме на рис. 23 величины ступеней усиления каж­дого каскада выбрана так, что в совокупности обеспечи­вается изменение коэффициента усиления в пределах от О до 15 дБ с шагом 1 дБ.

Сопротивления резисторов определяются непосред­ственно из уравнений для а, в, с, d при единичном коэф­фициенте усиления, соответствующем

 

Сопротивлением открытого канала полевого транзис­тора при расчете можно пренебречь, так как оно меньше

50 Ом.

При необходимости число каскадов, а следовательно,

и ступеней усиления может быть увеличено.