運(yùn)算放大器線性化衰減器控制響應(yīng)
出處:維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于:2024-10-14 16:23:45 | 313 次閱讀
高性能、四路電壓控制的 SSM2164 衰減器??刂祈憫?yīng)為 –30 dB/V,0V 產(chǎn)生單位增益。隨著所施加的控制電壓沿正方向增加,衰減也會(huì)增加。圖 1中的電路提供了一種簡(jiǎn)單的線性化控制響應(yīng)的方法,擴(kuò)展了這款多功能芯片的應(yīng)用范圍。結(jié)果是放大器的增益與控制電壓成正比。此外,該電路還用作簡(jiǎn)單的對(duì)數(shù)發(fā)生器。通過(guò)這種方法,您可以使用單個(gè) SSM2164 來(lái)制作兩個(gè)高質(zhì)量的線性壓控放大器。 SSM2164 中的四個(gè)增益單元是緊密匹配的電流輸入、電流輸出跨導(dǎo)乘法器。每個(gè)增益單元的控制響應(yīng)為:增益=10 (-V /0.67)。電池是非反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。

每個(gè)壓控放大器使用兩個(gè)增益單元。運(yùn)算放大器反饋環(huán)路中的“主”單元響應(yīng)線性電壓輸入生成對(duì)數(shù)電壓輸出。然后,該對(duì)數(shù)電壓進(jìn)入第二個(gè)(匹配的)“從屬”單元的控制引腳,該單元處理音頻信號(hào)。運(yùn)算放大器 IC 1通過(guò)伺服控制連接到負(fù)參考電壓的主 SSM2164 單元的增益,將其反相輸入保持在虛擬地。 IC 1的輸出是輸入的對(duì)數(shù)函數(shù):V OUT =–0.67log[(–V IN R 2 )/(V REF R 1 )]。 V IN是增益控制電壓,V REF是負(fù)參考電壓。然后, V OUT驅(qū)動(dòng)從屬單元的控制引腳。將增益表達(dá)式中的V OUT表達(dá)式替換為V 產(chǎn)生以下結(jié)果:增益=(V IN R 2 )/(V REF R 1 ),這是期望的線性響應(yīng)。
運(yùn)算放大器 IC 2將從屬單元的輸出電流轉(zhuǎn)換為增益為 R 4 /R 3的音頻電壓。增益的總體表達(dá)式為:增益=(V IN R 2 R 4) /(V REF R 1 R 3 )。如果R 1 =R 2且R 3 =R 4,則表達(dá)式簡(jiǎn)化為:增益=V IN /V REF,并且增益(以分貝為單位)=20log(V IN /V REF )。將 V IN設(shè)置為 15V,將 V REF設(shè)置為 –15V,可產(chǎn)生具有指示組件值的單位增益。隨著控制電壓的降低,增益平滑降低至 –70 至 –80 dB(圖 2)。當(dāng)控制電壓降至 0V 幾毫伏以內(nèi)時(shí),壓控放大器完全關(guān)閉(衰減 = 100 dB)。負(fù)電壓使 IC 1的輸出擺幅接近正軌,但當(dāng)控制電壓返回到 0 至 15V 范圍時(shí),IC 1立即脫離軌。該電路不會(huì)產(chǎn)生咔嗒聲,并且在較低電源電壓(例如 ±5V)下工作良好。
圖 2下面的跡線是 0 至 3V 三角波,您可以用它來(lái)調(diào)制上面跡線中的 10kHz 正弦波。注意線性調(diào)制包絡(luò)。
為了獲得最佳性能,IC 1應(yīng)是低失調(diào)、低輸入電流單元,IC 2應(yīng)是高質(zhì)量、低噪聲音頻運(yùn)算放大器。然而,您可以使用廉價(jià)的運(yùn)算放大器(例如 TL072 和 LF353)獲得相當(dāng)好的性能。該原型裝置使用 IC 1的 OP-290 實(shí)現(xiàn)了 75 至 80 dB 的控制范圍。當(dāng)您在 70 dB 范圍內(nèi)掃描增益時(shí),音頻輸出上的控制電壓饋通很小,變化為 10 到 20 mV。噪聲和失真性能非常出色,因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)使用了 SSM2164 數(shù)據(jù)表中標(biāo)準(zhǔn)配置的增益單元。
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