一种固定带宽实时可变增益的运放电路的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种固定带宽实时可变增益的运放电路，其解决了现有程控放大器带宽随增益的改变而改变、增益改变前后响应时间过长的技术问题，其包括运算放大器、固定增益单元、可变电阻单元、固定电阻单元和控制脉冲输入信号单元，运算放大器设有IN-引脚、IN+引脚、Vs-引脚、Vout引脚和Vs+引脚，IN-引脚和Vout引脚之间通过可变电阻单元连接，控制脉冲输入信号单元与IN-引脚连接，固定增益单元与IN+引脚连接；固定增益电路由电阻器构成，可变电阻单元由电阻器和开关器件构成，固定电阻电路由电阻器构成，控制脉冲输入信号单元由开关器件构成，本发明广泛用于运放电路。
【专利说明】—种固定带宽实时可变增益的运放电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种运放电路，尤其是涉及一种固定带宽实时可变增益的运放电路。【背景技术】
[0002]程控放大器作为一种增益可变的放大器，广泛应用于工业生产、科学研究等各领域。目前，程控放大器存在带宽随增益的改变而改变、增益改变前后响应时间过长的问题。
【发明内容】
[0003]本发明就是为了解决现有程控放大器带宽随增益的改变而改变、增益改变前后响应时间过长的技术问题，提供了一种能够对增益进行实时控制，同时提供相同的系统带宽的固定带宽实时可变增益的运放电路。
[0004]本发明提供的固定带宽实时可变增益的运放电路，包括运算放大器、固定增益单元、可变电阻单元、固定电阻单元和控制脉冲输入信号单元，运算放大器设有IN-引脚、IN+引脚、Vs-引脚、Vout引脚和Vs+引脚，IN-引脚和Vout引脚之间通过可变电阻单元连接，控制脉冲输入信号单元与IN-引脚连接，固定增益单元与IN+引脚连接；固定增益电路由电阻器构成，可变电阻单元由电阻器和开关器件构成，固定电阻电路由电阻器构成，控制脉冲输入信号单元由开关器件构成。
[0005]优选地，运算放大器为THS4304芯片、开关器件包括第一 MAX4907芯片和第二MAX4907芯片，THS4304芯片设有IN-引脚、IN+引脚、Vs-引脚和Vout引脚；第一 MAX4907芯片和第二 MAX4907芯片分别设有SHDN引脚、GND引脚、COMl引脚、COM2引脚、IN引脚、V+引脚、NOl引脚和N02引脚，第一 MAX4907芯片的SHDN引脚、GND引脚和COMl引脚连接在一起，所述第二 MAX4907芯片的SHDN引脚、GND引脚和COMl弓丨脚连接在一起，第一 MAX4907芯片的COM2引脚连接有第四电阻，第二 MAX4907芯片的COM2引脚连接有第六电阻，第一 MAX4907芯片的N02引脚和第二 MAX4907芯片的N02引脚连接后与第三电阻连接，第一 MAX4907芯片的IN引脚为第一控制端，第二 MAX4907芯片的IN引脚为第二控制端；
[0006]第一电阻分别与第三电阻和THS4304芯片的IN+引脚连接，第一 MAX4907芯片的NOl引脚通过第五电阻与THS4304芯片的IN-引脚连接，第二 MAX4907芯片的NOl引脚通过第七电阻与THS4304芯片的IN-引脚连接，THS4304芯片的IN-引脚连接有第二电阻，THS4304芯片Ul的IN-引脚和Vout引脚之间通过可变电阻连接。
[0007]本发明的有益效果是，实现对增益的实时控制，同时提供相同的系统带宽。采用固定噪声增益实现固定的系统带宽，采用开关器件实现电阻阻值调整，利用电阻分压实现对输入信号的衰减控制，通过运放的固定增益实现对输入信号的增益控制。采用ns级响应速度的开关器件，实现增益的实时可控调整。同时，该发明系统结构简单，成本低，便于控制。
[0008]本发明进一步的特征，将在以下【具体实施方式】的描述中，得以清楚地记载。
【专利附图】
【附图说明】[0009]图1是本发明的原理框图；
[0010]图2是本发明的电路原理图。
[0011]附图符号说明:
[0012]1.运算放大器；2.固定增益单元；3.可变电阻单元；4.固定电阻单元；5.控制脉冲输入信号单兀；6.电压输入信号单兀；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7分别为第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻；Rf为可变电阻;U1为THS4304芯片，THS4304芯片设有第2引脚、第3引脚、第4引脚、第6引脚、第7引脚和第8引脚；U2为第一 MAX4907芯片，第一 MAX4907芯片设有SHDN引脚、GND引脚、COMl引脚、COM2引脚、IN引脚、V+引脚、NOl引脚和N02引脚；U3为第二 MAX4907芯片，第二 MAX4907芯片设有SHDN引脚、GND引脚、COMl引脚、COM2引脚、IN引脚、V+引脚、NOl引脚和N02引脚；VCC为电源；Input为输入信号，Output为输出信号，Control_l为第一控制信号，Contro 1_2为第二控制信号。
【具体实施方式】
[0013]以下参照附图，以具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0014]如图1所示，本发明包括运算放大器1、固定增益单元2、可变电阻单元3、固定电阻单元4、控制脉冲输入信号单元5和电压输入信号单元6，固定增益电路2由电阻器构成，可变电阻单元3由电阻器及开关器件构成，固定电阻电路4由电阻器构成，控制脉冲输入信号单兀5为开关器件控制信号输入，电压输入信号6为电路输入信号。
[0015]运算放大器I设有IN-引脚、IN+引脚、Vs-引脚、Vout弓I脚和Vs+引脚，IN-引脚和Vout引脚之间通过可变电阻单元3连接，控制脉冲输入信号单元5与IN-引脚连接，固定增益单元2与IN+引脚连接。
[0016]如图2所示，采用THS4304芯片作为开关器件的电路。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引脚、第3引脚、第4引脚、第6引脚、第7引脚分别为IN-引脚、IN+引脚、Vs-引脚、Vout引脚、Vs+引脚。第一MAX4907芯片U2的SHDN引脚、GND引脚和COMl引脚均接地，第二 MAX4907芯片U3的SHDN引脚、GND引脚和COMl引脚均接地，第一 MAX4907芯片U2的COM2引脚通过第四电阻R4与输入信号Input连接，第二 MAX4907芯片U3的COM2引脚通过第六电阻R6与输入信号Input连接。第一 MAX4907芯片U2的N02引脚和第二 MAX4907芯片U3的N02引脚连接后通过第三电阻R3接地，第一 MAX4907芯片U2的V+引脚接电源VCC，第二 MAX4907芯片U3的V+引脚接电源VCC。
[0017]第一控制信号Control」与第一 MAX4907芯片U2的IN引脚连接，第二控制信号Contro 1_2与第二 MAX4907芯片U3的IN引脚连接。
[0018]输入信号Input与第一电阻Rl —端连接,第一电阻Rl的另一端分两路，一路和THS4304芯片Ul的第3引脚连接，另一路和第三电阻R3连接。第一 MAX4907芯片U2的NOl引脚通过第五电阻R5与THS4304芯片Ul的第2引脚连接，第二 MAX4907芯片U3的NOl引脚通过第七电阻R7与THS4304芯片Ul的第2引脚连接，THS4304芯片Ul的第2引脚同时通过第二电阻R2接地。THS4304芯片Ul的第4引脚接地，THS4304芯片Ul的第7引脚接电源VCC，THS4304芯片Ul的第2引脚和第6引脚之间通过可变电阻Rf连接，THS4304芯片Ul的第6引脚为输出信号Output。
[0019]电源VCC为3.3v，该运算放大器Ul为THS4304芯片，MAX4907芯片属于开关器件。
[0020]上述图2中的电路的第二电阻R2和可变电阻Rf构成了固定增益单元，第一电阻R1、第四电阻R4、第六电阻R6、第一 MAX4907芯片U2和第二 MAX4907芯片U3构成了可变电阻单元，第三电阻R3独自构成了固定电阻单元，第五电阻R5、第七电阻R7、第一 MAX4907芯片U2和第二 MAX4907芯片U3共同构成可变电阻单元的匹配网络，可变电阻单元和固定电阻单元构成了可调衰减电路，实现了对信号的增益控制。
[0021]工作时，通过控制信号控制开关器件通道的导通与否，实现对可变电阻单元电阻的设置，由可变电阻单元和固定电阻单元构成的可调衰减电路对信号进行衰减控制，进而实现对增益的控制。第一 MAX4907芯片U2和第二 MAX4907芯片U3在第一控制信号和第二控制信号的控制下导通与截止，共四种组合方式，实现了 4级可调的增益控制。第二电阻R2和可变电阻Rf构成了固定增益电路，实现了固定的噪声增益，其值为(1+Rf/R2)，由此实现了固定的系统带宽。第一 MAX4907芯片U2和第二 MAX4907芯片U3对控制信号具有ns级响应速度，实现了对增益的实时可控调整。
[0022]如果，Rf= Rl, R2 = R3，Rf = 10R2，输出信号 Output 为 Vo，输入信号 Input 为Vin,Control_l及Control_2为控制信号，当为O时，表示开关打开通道截止；当为I时，表示开关关闭通道连接。
[0023]则有:
【权利要求】
1.一种固定带宽实时可变增益的运放电路，其特征在于，包括运算放大器、固定增益单元、可变电阻单元、固定电阻单元和控制脉冲输入信号单元，所述运算放大器设有IN-引脚、IN+引脚、Vs-引脚、Vout引脚和Vs+引脚，所述IN-引脚和所述Vout引脚之间通过所述可变电阻单元连接，所述控制脉冲输入信号单元与所述IN-引脚连接，所述固定增益单元与所述IN+引脚连接；所述固定增益电路由电阻器构成，所述可变电阻单元由电阻器和开关器件构成，所述固定电阻电路由电阻器构成，所述控制脉冲输入信号单元由开关器件构成。
2.根据权利要求1所述的固定带宽实时可变增益的运放电路，其特征在于，所述运算放大器为THS4304芯片、所述开关器件包括第一 MAX4907芯片和第二 MAX4907芯片，所述THS4304芯片设有IN-引脚、IN+引脚、Vs-引脚和Vout引脚；所述第一 MAX4907芯片和所述第二 MAX4907芯片分别设有SHDN引脚、GND引脚、COMl引脚、COM2引脚、IN引脚、V+引脚、NOl引脚和N02引脚，所述第一 MAX4907芯片的SHDN引脚、GND引脚和COMl引脚连接在一起，所述第二 MAX4907芯片的SHDN引脚、GND引脚和COMl引脚连接在一起，所述第一MAX4907芯片的COM2引脚连接有第四电阻，所述第二 MAX4907芯片的COM2引脚连接有第六电阻，所述第一 MAX4907芯片的N02引脚和所述第二 MAX4907芯片的N02引脚连接后与第三电阻连接，所述第一 MAX4907芯片的IN引脚为第一控制端，所述第二 MAX4907芯片的IN引脚为第二控制端； 第一电阻分别与所述第三电阻和THS4304芯片的IN+引脚连接，所述第一 MAX4907芯片的NOl引脚通过第五电阻与所述THS4304芯片的IN-引脚连接，所述第二 MAX4907芯片的NOl引脚通过第七电阻与所述THS4304芯片的IN-弓丨脚连接，所述THS4304芯片的IN-弓丨脚连接有第二电阻，所述THS4304芯片Ul的IN-引脚和Vout引脚之间通过可变电阻连接。
【文档编号】H03G3/20GK104022746SQ201410280972
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】李德和, 史振国, 张永臣, 张凯, 王建强, 何春芝 申请人:威海北洋光电信息技术股份公司