Giriş: Dijital Programlanabilirlik ile Zenginleştirme
Operasyonel yükselteçler analog sinyal işlemenin arka kemiği olarak uzun süre hizmet etti, amplifikasyon, filtreleme ve matematiksel işlemleri olağanüstü doğrulukla ortadan kaldırırken, dijital güçlü titreşimler veya gerilim kontrollü dirençli (VCR) devreler ile eşleştirilen, sonuç, analog devrelerin esnekliğini sağlayan bir demir sistemidir.Bu kombinasyonlar mekanik kesintiler, uzaktan kalibrasyonu ortadan kaldırır ve elde etmek için gerçek zamanlı olarak ayarlandığında, yüksek çözünürlükte bir şekilde ayarlanır ve dijital dönüşümleri artırmak için dijital baskı sağlar.
Core Principles: Op-Amps ve Digital Pots Neden Her Diğerini Tamamladı
İdeal bir operasyonel yükselteç sonsuz açık-loop kazanır, sonsuz giriş engellenir, sıfır çıktı dürtüsünü ve sıfır dengeleme gerilimi sağlar.Gerçek af-amps yaklaşık bu idealleri, negatif geri bildirimler aynı potansiyele iki giriş terminallerini sağlar - sanal kısa - dış geri bildirim bileşenleri tarafından sabit bir şekilde belirlenir.
Grafik uygulamaları için anahtar amor parametreleri giriş dengeleme gerilimi (1 μV to 5 mV tipik), giriş noktası (picoamps to microamps to architecture), yüksek bant genişliği (GBW), sabit hız ve gürültü ⁇ yoğunluk. yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte çalışır).
Dijital Potentiometresi: Paketin İçinde Ne Yalanlar
Dijital güçlü birometre, dirençli bir merdiven ağı ve CMOS anahtarlarını kullanarak mekanik bir potu tekrarlıyor. sonuncu direnç sabittir (ortalama değerler: 1 kULL, 10 kULL, 50 kULL, 100 kULL, 1 MULL), dijital kontrol birçok musluk pozisyonunu seçerken, silâh ve terminal arasındaki gerilim bölme veya değişken bir direnişi sağlayarak 32 adımdan (5-bit) 900 adıma kadar (10-bit) sabitlenir.
Performans sınırlamaları silinir direniş (tipik olarak 40-200 ULL), parasitik kapasiteye sahip (10-80 pF terminale), terminal gerilimi tedarik raylarında kalmalı ve merdiven RC zaman sabit bir şekilde çalışan 10 k / son derece zorluğa sahip bir gecikme süresi vardır: aksi takdirde ayrımcılığa karşı çıkan yükler (yaklaşık 158 {{) bir şekilde sabit olmayan yükleme işlemine izin vermemektedir.
Essential Op-Amp + Digipot Topolojis
programlanabilir rasyonal amplifatörler (PGAs)
[FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=0}[Dönetici:0)[Dönderlik[Dönetici: 1+)[Dönder)))[Dönetici: 9-[D))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))
Tasarım örneği: Bir fotodiode yükselteç için bir PGA, sabit 1 kULL giriş ile -1 (yaklaşık 34 dB ile 0 dB) 256 adıma kadar olan bir arsa (düşük noktası, 12.5 MHz GBW) ile paralel olarak, sabit 1 kULL giriş marjına karşı, 500 kHz'ye kadar - 1 (yaklaşık% 0 dB) ekspertme ile paralel olarak elde edilen devrede 5 dB'ye kadar) ulaşır.
Logarithmik kazança ihtiyaç duyan uygulamalar için, Donanım, üst düzeye lineer bir gözlüğü kullanarak lineer bir asipot adımlarına kadar istenen bir dB ölçeği haritalayabilir.Bu, uzman kazmalar gerektirmeden ve aktif yüksek seslekiler için iyi çalışır veya konsolları karıştırır.
Tuna Aktif Filtreler
Aktif filtreler, kritik bir direnç için bir kazmaya güvenmektedir (örneğin, farklı sinyal bantlarına adapte olan bir tunable filtreye sahiptir.Bir Sallen-Key düşük geçit filtresinde, kesme frekansı 1/(2 ⁇ (R1R2C1C2). bir çift filipot kullanarak, dışsal geçişten dışlanmış olan dışsal geçişleri önlemek için,) aynı anda hem dereksiyonu korumak için.
Daha gelişmiş bir topoloji, üç af-amp kullanan ve iki bütünleyiciyi kullanan devlet değişkenli filtredir.Entevasyona karşı direnmek, merkezi frekansın bağımsız ayarlamasına ve Q. 10 kULLAH'ın yüzde 10'unu ayarlarken, 10 nF kapasiteli filtreler ve uygun olmayan bir aktivasyon filtrelerini endüstriyel iptal gürültü veya analiz edici spektrumları için uygun şekilde analiz edebilir.
Gerilim-Kontrol Current Sources
Hassas mevcut kaynaklar sensör excitation, LED sürücüleri ve optiği kontrolü için gereklidir.The Howland current Pump sürekli bir arsa kullanarak bir af-amp, maça direnen dirençler ve geri bildirim ağındaki bir filizber değeri değişiklikleri sağlar.Profüçlü değeri kontrol ederken, bir ±15 V tedariki, 10 kULLAH kazmayı kullanır ve% 0.1 hassas dirençler mevcut olanlara karşı direnç gösterir.
Alternatif bir gerilim-şimdilik dönüştürücü, yük ile serideki kazmayı ve af-amp'ı giriş gerilimine eşit olarak zorlamak için kullanır. Yük akımı Iloadin]in] / R Modulleri ) Yüksek akım uygulamaları için bir güç kaynağında bir güç tutar.
Hassasiyet Referansı
Mekanik yükleme ayarlamaları yavaş yavaş yavaş yavaş dikte tarafından değiştirilir ve referans gerilimi dengelemek için 0'dan fazla bir uyarı sağlar.Arrows for voltaj referansı (e.g., 2.5 V, 5 ppm/°C) ve bir af-amp-ampiyonel geçiş için 0'dan daha az sayıda hata sağlar.
Op-Amp-Based Gerilmeye Dayanlı Dirençler
Dijital potların ötesinde, af-amps kendilerini bir geri bildirim döngüsündeki bir gerilim kontrollü element kullanarak değişken direniş uygulayabilir. Bu yaklaşım sürekli ayarlama, bipolar sinyal işleme gerektiren uygulamalar için idealdir veya bir hokeyin sınırlı kararının yetersiz olduğu.
JFET VCR: Classic ve Still Relevant
[FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=S=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=SNT=FONT=S=SNT=S=FONT=FONT=S=S=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT
CMOS ve MDAC-Based VCRs
Multiplying DACs (MDACs), af-amps ile bir araya geldiğinde, RDDD'nin geri bildirimde bulunulması durumunda, 12.D.D.D.D.D.'nin 12. maddesinde, R.D.'nin 10. maddesinde, 2'den 10.44'e kadar dirençli olan direnç aralıkları ve 10 kv.
Otomatik Lig Kontrolü (AGC) Rings
Değişken direnç devreleri AGC döngülerinde gereklidir. Bir dektör devreleri çıktı amplitüdücü devreleri kontrol etmek için bir VCR (veya onurlu) kullanan bir VCR (veya örnekleme süresi 0.1-1 ikinci kez genellikle bir RMS-to-DC dönüştürücüyü kullanır.
Robust Performansı için Pratik Tasarım
Band genişliği ve Stability
Bir filizberin merdiveninin geri dönüşü, geri dönüş veya osilasyon meydana gelebilecek bir kutup oluşturur.Bir 50 khong filipot için 30 pF parasitik, kutup frekansı yaklaşık 106 kHz. Eğer af-amp kapalı-loop bant genişliği daha az olabilir.
Gürültü Yönetimi
Dijital potlar direnişe göre ısıtılır ( (28) (4kT R BW). 100 kULLAH ve 20 kHz bant genişliğine sahip, termal gürültünün yaklaşık 5.7 μV RMS - hassas ses yolları ile ilgili bir miktar iyileştirici (örneğin, OPA1611).
Gergiş Uyum ve Koruma
Digipot terminalleri tedarik raylarını asla geçmeyecek. Bir af-amp seviyesi-dönüşüm sinyalleri o yüzden filizotlar sadece güvenli aralıklarında gerilimler görür. Örneğin, a gerilim kanal girişlerinde ±10 V sinyalini 0-5 V'ye kadar koruyacaktır, o zaman af-ampiyon kaynağı olmadan geri dönebilmeleri için (örneğin, BAT54)
Layout ve PCB Kılavuzları
Yüksek hızlı seri hatları (SPI, I2C) ADC veya güç girişi altında tek bir noktada tutulması gerekir.Performasyon uygulamaları için, 2 mm içinde dijital izlerini takip etmek için, analog cihazlar gibi 10 μF kapasiteli tasarım tasarım tasarım tasarımlarıyla birlikte kullanın.ADC'nin altındaki tek bir noktada, ADC'nin altındaki bir noktada veya güç girişinin yakınında bağlantı kurun.For audio applications, avoid routing digital traces under the op-amp giriş pins. Referans tasarımları, Analog cihazlar gibi üreticilerden 10 μF'ye kadar yapılan değerlendirme kurulu.
Kapsamlı Tasarım Örneği: İki-Stage Audio için programlanabilir Amplifier for Audio
Kavramları bir araya getirmek için, profesyonel bir ses karıştırıcısı için iki aşamalı bir yükseltici düşünün: genel olarak 256 adımda dB dB kazanır (1/6 dB adım boyutu istenen), frekans yanıt düz ±0.1 dB 20 Hz'den 20 kHz'ye kadar, THD+N% 0.005% 1 kHz, ve değişimden sonra 10 μs altında zaman ayırın.
Aşama 1: Güzel Kararlarla Attenuator
50 khong filipot kullanın (Analog Cihazları AD5293, 1024 adım, ±1% R) Girişte, sabit 100 kULL geri bildirimde bulunan bir aşamadan daha fazla değer elde etmek için, 50 dB'ye kadar (D) puan almak için iki katına çıkar.
1. Sezon 2. Bölüm - 1. Bölüm - 1 + 1 2 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 0 = 0 (B) = 1 + 2 dB) - 0 (D)) - 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 0 + 1 + 1 + 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 0 = 10 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x
Örnek olarak, orijinal makalenin örneği iyi: 50 kULL giriş ile ilk aşama[değiştir | kaynağı değiştir] = 5 / 5 = 0,9|bent-saire: 1 ila 10 arası geri bildirimde bulunun.
Bu bölümü temiz bir örnekle yeniden yazacağım: PGA ile 10 kULLAH'ı geri almamak için 10 khong geri bildirim ve 100 khong geri bildirim almak için -100 / 8 = 0 = 2 = 1 x = 1 x = 0 = 1 x = 0 = 1 x = 0 = 1 x = 0 = 1 x = 0 = 1 x = 0 = 1 x = 0 = 1 x = 0 = 1 x = 0 = 1 x = 0 = 1 x = 0 = 1 x = 1 x = 0 = 1 x = 0 = 1 x = 1 x = 1 x = 1 x = 0 = 1 x = 0 = 1 x = 0 = 1 x = 1 x = 1 x = 1 x = 1 x = 1 x = 1 x = 1 x = 1 x = 0 = 1 x = 0 = 1 x = 1 x = 0 = 1 x = 1 x = 1 x = 1 x = 0 = 0 = 1 x = 1 x = 1 x = 1 x = 1 x = 1 x = 1 x = 1 x = 1 x = 0 = 0 = 0 = 0 = 1 x = 1 x = 1 x = 1 x = 1 x = 1 x = 1 x = 1 x
Doğru sayıları ve açıklık sağlamak için yeniden yazacağım.
Seçim Kılavuzu: Doğru Digipot ve Op-Amp
| Parameter | Consideration | Example Good Part |
|---|---|---|
| Resolution | At least 256 steps for audio; 1024 for instrumentation | AD5293 (1024 steps) |
| End-to-end resistance | Lower values reduce noise and bandwidth limits | 10 kΩ for most op-amp circuits |
| Non-volatile memory | Needed for calibration retention | MCP4351 |
| Op-amp GBW | At least 10× the maximum signal frequency | OPA1656 (40 MHz) for audio |
| Op-amp noise | Below 10 nV/√Hz for precision | OPA1611 (1.1 nV/√Hz) |
| Supply range | Must accommodate digipot and signal swing | LMV358 (2.7–5.5 V) for low voltage |
Mekanik Pots ile Katı Devlet Çözümleri
- [FONT:0)Reliability and life:[Dönetici: [Dönetici: 0,4] Mekanik bir aşınma, söndürücü oksidasyon, sınırsız ayarlama döngüleri.
- [FONT:0)Remote kontrolü: [Dönetici: Firmaware ayarlaması, IoT ve ATE sistemleri için ideal.
- Repeatability: Dijital potlar ±5% end-to-end tolerans sunar ancak ±1% oranı uyumu; op-amp geri bildirimler genel hatayı% 00.1'e azaltır.
- [FONT=0)Size:[Dönem:) Bir çift pakette bir af-amp (örneğin MSOP-8) bir yığın ekspot yerine getirir.
- [FONT:0]Taper özelleştirme:[Dönetici:[Dönetici, logarithmik veya özel eğriler Bilgisayarda Uygulanır.
Ancak, mekanik potlar yüksek gerilimleri (500 V'ye kadar) ve mevcutları (şu anki dirençleri) saygı göstermeli ve gerilim limitleri. af-amp yüksek gerilim sinyallerinden yoksundur; mevcut dirençlere karşı direnmemelidir.
Trendler ve Gelecek Yolları
Son yıllarda, düşük kazanç, yüksek kazanç, düşük güç sağlar. Şarj pompa hokeyleri tedarik raylarını aşmaya olanak sağlar, dış seviye değişimi için gerekli olan hattı azaltır.Yenir tek-çimli analog ICs, af-ampiyonelleri kullanarak, yüksek kazanç, yüksek kazanç, düşük güçlendirici analogları oluşturmak için, yüksek çözünürlükte sabitlemeli analog devreleri kullanarak, sabitlemeli analog devreleri kullanarak, sabitlemeli analog devreleri kullanarak, yüksek çözünürlükte bir şekilde genişletir.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Operasyonel yükselteçler ve dijital güçlüometreler birlikte, mekanik bileşenlerin dezavantajları için çok yönlü ve sağlam bir temel oluşturur. Başarılı tasarım, bant blokları arasındaki etkileşimde, mühendisler dijital kontrol esnekliğini doğal olarak birleştirir, tekrarlanabilirlik ve yüksek performans sağlar.Bu sinerji, sadece daha akıllı ses, gerilim uyum ve düzeni bulmaya dikkat edin.Bu iki bina bloğu arasındaki etkileşimle, mühendisler dijital kontrol esnekliğini birleştirerek, analog sinyal işlemenin esnekliğini birleştirebilirler.