一種固定帶寬實時可變增益的運放電路的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種固定帶寬實時可變增益的運放電路,其解決了現有程控放大器帶寬隨增益的改變而改變、增益改變前后響應時間過長的技術問題,其包括運算放大器、固定增益單元、可變電阻單元、固定電阻單元和控制脈沖輸入信號單元,運算放大器設有IN-引腳、IN+引腳、Vs-引腳、Vout引腳和Vs+引腳,IN-引腳和Vout引腳之間通過可變電阻單元連接,控制脈沖輸入信號單元與IN-引腳連接,固定增益單元與IN+引腳連接;固定增益電路由電阻器構成,可變電阻單元由電阻器和開關器件構成,固定電阻電路由電阻器構成,控制脈沖輸入信號單元由開關器件構成,本發明廣泛用于運放電路。
【專利說明】—種固定帶寬實時可變增益的運放電路
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種運放電路,尤其是涉及一種固定帶寬實時可變增益的運放電路。【背景技術】
[0002]程控放大器作為一種增益可變的放大器,廣泛應用于工業生產、科學研究等各領域。目前,程控放大器存在帶寬隨增益的改變而改變、增益改變前后響應時間過長的問題。
【發明內容】
[0003]本發明就是為了解決現有程控放大器帶寬隨增益的改變而改變、增益改變前后響應時間過長的技術問題,提供了一種能夠對增益進行實時控制,同時提供相同的系統帶寬的固定帶寬實時可變增益的運放電路。
[0004]本發明提供的固定帶寬實時可變增益的運放電路,包括運算放大器、固定增益單元、可變電阻單元、固定電阻單元和控制脈沖輸入信號單元,運算放大器設有IN-引腳、IN+引腳、Vs-引腳、Vout引腳和Vs+引腳,IN-引腳和Vout引腳之間通過可變電阻單元連接,控制脈沖輸入信號單元與IN-引腳連接,固定增益單元與IN+引腳連接;固定增益電路由電阻器構成,可變電阻單元由電阻器和開關器件構成,固定電阻電路由電阻器構成,控制脈沖輸入信號單元由開關器件構成。
[0005]優選地,運算放大器為THS4304芯片、開關器件包括第一 MAX4907芯片和第二MAX4907芯片,THS4304芯片設有IN-引腳、IN+引腳、Vs-引腳和Vout引腳;第一 MAX4907芯片和第二 MAX4907芯片分別設有SHDN引腳、GND引腳、COMl引腳、COM2引腳、IN引腳、V+引腳、NOl引腳和N02引腳,第一 MAX4907芯片的SHDN引腳、GND引腳和COMl引腳連接在一起,所述第二 MAX4907芯片的SHDN引腳、GND引腳和COMl弓丨腳連接在一起,第一 MAX4907芯片的COM2引腳連接有第四電阻,第二 MAX4907芯片的COM2引腳連接有第六電阻,第一 MAX4907芯片的N02引腳和第二 MAX4907芯片的N02引腳連接后與第三電阻連接,第一 MAX4907芯片的IN引腳為第一控制端,第二 MAX4907芯片的IN引腳為第二控制端;
[0006]第一電阻分別與第三電阻和THS4304芯片的IN+引腳連接,第一 MAX4907芯片的NOl引腳通過第五電阻與THS4304芯片的IN-引腳連接,第二 MAX4907芯片的NOl引腳通過第七電阻與THS4304芯片的IN-引腳連接,THS4304芯片的IN-引腳連接有第二電阻,THS4304芯片Ul的IN-引腳和Vout引腳之間通過可變電阻連接。
[0007]本發明的有益效果是,實現對增益的實時控制,同時提供相同的系統帶寬。采用固定噪聲增益實現固定的系統帶寬,采用開關器件實現電阻阻值調整,利用電阻分壓實現對輸入信號的衰減控制,通過運放的固定增益實現對輸入信號的增益控制。采用ns級響應速度的開關器件,實現增益的實時可控調整。同時,該發明系統結構簡單,成本低,便于控制。
[0008]本發明進一步的特征,將在以下【具體實施方式】的描述中,得以清楚地記載。
【專利附圖】
【附圖說明】[0009]圖1是本發明的原理框圖;
[0010]圖2是本發明的電路原理圖。
[0011]附圖符號說明:
[0012]1.運算放大器;2.固定增益單元;3.可變電阻單元;4.固定電阻單元;5.控制脈沖輸入信號單兀;6.電壓輸入信號單兀;R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7分別為第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻;Rf為可變電阻;U1為THS4304芯片,THS4304芯片設有第2引腳、第3引腳、第4引腳、第6引腳、第7引腳和第8引腳;U2為第一 MAX4907芯片,第一 MAX4907芯片設有SHDN引腳、GND引腳、COMl引腳、COM2引腳、IN引腳、V+引腳、NOl引腳和N02引腳;U3為第二 MAX4907芯片,第二 MAX4907芯片設有SHDN引腳、GND引腳、COMl引腳、COM2引腳、IN引腳、V+引腳、NOl引腳和N02引腳;VCC為電源;Input為輸入信號,Output為輸出信號,Control_l為第一控制信號,Contro 1_2為第二控制信號。
【具體實施方式】
[0013]以下參照附圖,以具體實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0014]如圖1所示,本發明包括運算放大器1、固定增益單元2、可變電阻單元3、固定電阻單元4、控制脈沖輸入信號單元5和電壓輸入信號單元6,固定增益電路2由電阻器構成,可變電阻單元3由電阻器及開關器件構成,固定電阻電路4由電阻器構成,控制脈沖輸入信號單兀5為開關器件控制信號輸入,電壓輸入信號6為電路輸入信號。
[0015]運算放大器I設有IN-引腳、IN+引腳、Vs-引腳、Vout弓I腳和Vs+引腳,IN-引腳和Vout引腳之間通過可變電阻單元3連接,控制脈沖輸入信號單元5與IN-引腳連接,固定增益單元2與IN+引腳連接。
[0016]如圖2所示,采用THS4304芯片作為開關器件的電路。其包括THS4304芯片U1、第一 MAX4907芯片U2和第二 MAX4907芯片U3,THS4304芯片的第2引腳、第3引腳、第4引腳、第6引腳、第7引腳分別為IN-引腳、IN+引腳、Vs-引腳、Vout引腳、Vs+引腳。第一MAX4907芯片U2的SHDN引腳、GND引腳和COMl引腳均接地,第二 MAX4907芯片U3的SHDN引腳、GND引腳和COMl引腳均接地,第一 MAX4907芯片U2的COM2引腳通過第四電阻R4與輸入信號Input連接,第二 MAX4907芯片U3的COM2引腳通過第六電阻R6與輸入信號Input連接。第一 MAX4907芯片U2的N02引腳和第二 MAX4907芯片U3的N02引腳連接后通過第三電阻R3接地,第一 MAX4907芯片U2的V+引腳接電源VCC,第二 MAX4907芯片U3的V+引腳接電源VCC。
[0017]第一控制信號Control」與第一 MAX4907芯片U2的IN引腳連接,第二控制信號Contro 1_2與第二 MAX4907芯片U3的IN引腳連接。
[0018]輸入信號Input與第一電阻Rl —端連接,第一電阻Rl的另一端分兩路,一路和THS4304芯片Ul的第3引腳連接,另一路和第三電阻R3連接。第一 MAX4907芯片U2的NOl引腳通過第五電阻R5與THS4304芯片Ul的第2引腳連接,第二 MAX4907芯片U3的NOl引腳通過第七電阻R7與THS4304芯片Ul的第2引腳連接,THS4304芯片Ul的第2引腳同時通過第二電阻R2接地。THS4304芯片Ul的第4引腳接地,THS4304芯片Ul的第7引腳接電源VCC,THS4304芯片Ul的第2引腳和第6引腳之間通過可變電阻Rf連接,THS4304芯片Ul的第6引腳為輸出信號Output。
[0019]電源VCC為3.3v,該運算放大器Ul為THS4304芯片,MAX4907芯片屬于開關器件。
[0020]上述圖2中的電路的第二電阻R2和可變電阻Rf構成了固定增益單元,第一電阻R1、第四電阻R4、第六電阻R6、第一 MAX4907芯片U2和第二 MAX4907芯片U3構成了可變電阻單元,第三電阻R3獨自構成了固定電阻單元,第五電阻R5、第七電阻R7、第一 MAX4907芯片U2和第二 MAX4907芯片U3共同構成可變電阻單元的匹配網絡,可變電阻單元和固定電阻單元構成了可調衰減電路,實現了對信號的增益控制。
[0021]工作時,通過控制信號控制開關器件通道的導通與否,實現對可變電阻單元電阻的設置,由可變電阻單元和固定電阻單元構成的可調衰減電路對信號進行衰減控制,進而實現對增益的控制。第一 MAX4907芯片U2和第二 MAX4907芯片U3在第一控制信號和第二控制信號的控制下導通與截止,共四種組合方式,實現了 4級可調的增益控制。第二電阻R2和可變電阻Rf構成了固定增益電路,實現了固定的噪聲增益,其值為(1+Rf/R2),由此實現了固定的系統帶寬。第一 MAX4907芯片U2和第二 MAX4907芯片U3對控制信號具有ns級響應速度,實現了對增益的實時可控調整。
[0022]如果,Rf= Rl, R2 = R3,Rf = 10R2,輸出信號 Output 為 Vo,輸入信號 Input 為Vin,Control_l及Control_2為控制信號,當為O時,表示開關打開通道截止;當為I時,表示開關關閉通道連接。
[0023]則有:
【權利要求】
1.一種固定帶寬實時可變增益的運放電路,其特征在于,包括運算放大器、固定增益單元、可變電阻單元、固定電阻單元和控制脈沖輸入信號單元,所述運算放大器設有IN-引腳、IN+引腳、Vs-引腳、Vout引腳和Vs+引腳,所述IN-引腳和所述Vout引腳之間通過所述可變電阻單元連接,所述控制脈沖輸入信號單元與所述IN-引腳連接,所述固定增益單元與所述IN+引腳連接;所述固定增益電路由電阻器構成,所述可變電阻單元由電阻器和開關器件構成,所述固定電阻電路由電阻器構成,所述控制脈沖輸入信號單元由開關器件構成。
2.根據權利要求1所述的固定帶寬實時可變增益的運放電路,其特征在于,所述運算放大器為THS4304芯片、所述開關器件包括第一 MAX4907芯片和第二 MAX4907芯片,所述THS4304芯片設有IN-引腳、IN+引腳、Vs-引腳和Vout引腳;所述第一 MAX4907芯片和所述第二 MAX4907芯片分別設有SHDN引腳、GND引腳、COMl引腳、COM2引腳、IN引腳、V+引腳、NOl引腳和N02引腳,所述第一 MAX4907芯片的SHDN引腳、GND引腳和COMl引腳連接在一起,所述第二 MAX4907芯片的SHDN引腳、GND引腳和COMl引腳連接在一起,所述第一MAX4907芯片的COM2引腳連接有第四電阻,所述第二 MAX4907芯片的COM2引腳連接有第六電阻,所述第一 MAX4907芯片的N02引腳和所述第二 MAX4907芯片的N02引腳連接后與第三電阻連接,所述第一 MAX4907芯片的IN引腳為第一控制端,所述第二 MAX4907芯片的IN引腳為第二控制端; 第一電阻分別與所述第三電阻和THS4304芯片的IN+引腳連接,所述第一 MAX4907芯片的NOl引腳通過第五電阻與所述THS4304芯片的IN-引腳連接,所述第二 MAX4907芯片的NOl引腳通過第七電阻與所述THS4304芯片的IN-弓丨腳連接,所述THS4304芯片的IN-弓丨腳連接有第二電阻,所述THS4304芯片Ul的IN-引腳和Vout引腳之間通過可變電阻連接。
【文檔編號】H03G3/20GK104022746SQ201410280972
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月20日 優先權日:2014年6月20日
【發明者】李德和, 史振國, 張永臣, 張凱, 王建強, 何春芝 申請人:威海北洋光電信息技術股份公司