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
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.
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.