使用一个线性电位器将运算放大器增益从 -30 dB 调整到 +60 dB

出处：维库电子市场网发布于：2023-10-17 16:21:51

　　良好的手动调节音频增益级具有以下特点：
　　低噪声、低失真，
　　20 kHz 带宽，
　　宽增益调节范围（例如90dB），以及
　　对数（至少伪对数）控制特性
　　有效地跨越宽增益范围和良好的分辨率（不太抽搐）

　　图 1的电路检查了所有这些框。

　　图 1 基于 OP37，它具有令人印象深刻的规格列表。它们包括 60 MHz 增益带宽，使 20 kHz 带宽与高达 3000x = +70 dB 的增益兼容，噪声约为 3 nV/Hz 1/2，小于 600 Ω 电阻器的热噪声，约为 20 ?V 输入直流偏置等
　　图 1 利用了这些令人印象深刻的功能，同时也适应了一个怪癖。为了确保稳定性，OP37 需要 5 = 14 dB 的闭环增益。R2:R3 比率可确保满足此要求。
　　闭环增益 = R3/R2 + 1 = 4.03 + 1 = 5.03
　　但整个电路 14dB 的增益与许多音频应用不兼容，这些应用通常要求可调增益 < 1，甚至接近于 0。这就是 R1/R2 可变分压器的原因，它设置了较低的增益，而不会产生双电位器的成本。
　　将电位计擦拭器接地会产生两个机械连接但电气独立的可变电阻器。下半部分 (ccw) 与 R1 配合形成一个可变输入衰减器，其（输入）增益为：
　　GI = 2ccw/(1 + 2ccw)
　　ccw = R2 在 ccw 限制和游标位置之间的分数
　　因此，当 ccw 从 0 变为 1 时，GI（衰减器增益）从接近 0 变为 2/3。
　　同时，电位器的上半部分与 R2 形成可变反馈网络。该网络设置 OP37 的闭环（输出）增益：
　　GO = (8.06/2cw + 1)
　　CW = R2 在游标和 CW 限制之间的分数
　　级联这两个比率（均由 R2 电位器控制）可得到总 IN 到 OUT 增益积：

　　I/O增益 = (2ccw/(1 + 2ccw))(8.06/2cw + 1)

　　图 2显示了伪对数结果图，在 -10 dB 至 +40 dB 范围内具有良好的对数一致性。
　　图 2伪对数 GIGO 增益与 R2 游标位置的关系 0 到 1 = 完全 CCW 到完全 CW。
　　为了优化噪声性能，R1 和 R3 应为金属膜类型，以避免碳电阻器过量 (1/f) 噪声，R2 应为金属陶瓷类型。

关键词：线性电位器

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