如何设计一个程控放大器的仿真实验
你问：如何设计一个程控放大器的仿真实验；方案： 利用DAC内部电阻网络作为运放的反馈电阻
为了易于实现最大60dB增益的调节，可以采用D/A芯片AD7523的电阻权网络改变反馈电压进而控制电路增益。又考虑到AD7523是一种廉价型的8位D／A转换芯片，其输出Vout=Dn×Vref/28，其中Dn为8位数字量输入的二进制值，可满足28=256 挡增益调节，满足题目步进0. 25db的精度要求。它由CMOS电流开关和梯形电阻网络构成，具有结构简单、精确度高、体积小、控制方便、外围布线简化等特点，故可以采用AD7523 来实现信号的程控衰减。但由于AD7523对输入参考电压Vref有一定幅度要求，为使输入信号在mV～V每一数量级都有较精确的增益，最好使信号在到达 AD7523前经过一个适应性的幅度放大调整，再通过AD7523衰减后进行相应的后级放大，并使前后级增益积为60dB，与AD7523的衰减分母抵消，即可实现程控放大。
二、系统设计
1、 系统设计与总体流程如图1：
八位按键
D/A转换
放大器部分
1、系统方框图
2．根据题目的要求，经过仔细分析，充分考虑各种因素，制了整体的设计方案： DA转化，控制放大器的增益，
电流输出型DAC 内含R - 2 R 电阻网络,可以作为运放的反馈电阻或输入电阻,在DAC 输入数据的控制下,实现放大器增益的程控改变。
用单片集成单DAC ,如AD7523等,作为运放的可变反馈电阻。具体电路如图4 所示,图中的运放为通用运放LM324 , A1 起缓冲作用。该放大器的增益
A v = A v =V o/V i= -1/N (3)
式中N 为DAC 的数字输入量。
AD7523 ( 8 位) 的A v 的范围为256/ 255 ～ 256 。因AD7523的基准输入端(15 脚) 和反馈端(16脚) 可输入正、负两种极性的电压, 故可用交流信号输入作为交流放大器,此时宜选用频带较宽的运放,如LM733 、μA771 、AD507 、OPA606 等,但必须注意失调调零,避免在大增益时出现直流饱和。
图4 用单DAC 构成的程控增益放大器
AD7523构成的可编程增益放大电路
可编程增益放大电路可对模拟信号进行放大、转换、滤波，并能把器件中的多个功能模块互联，对电路进行重构，还可调整电路的增益、带宽和阈值。如图所示是采用A／D 转换器AD7523构成的可编程增益放大器。电路由8位数据来控制增益，使增益在1～256范围内变化， AD7523片内有模拟开关和R-2R梯形网络，额定阻值为5～20kΩ，中心值为10kΩ。若从RFB端直接输入信号，侧输入电阻很低，所以在前面接入缓冲放大器Al，起到倒相的作用。若从Al的同相端输入，则可得到同相信号。对于可变增益放大器，若增益高，则失调电压大，因此需要对运放进行准确调零，尤其要注意Al的输出。在RFB端串联电位器RP2进行增益的校准。运放A2由于负反馈可变，设定增益越大，闭环频率响应越坏。需要选用增益可变范围窄或开环频率特性好的运放。对于小功率或精密运放，因为牺牲了交流特性，所以当输入几千赫兹以上的信号时应予以注意。