CN216531255U - 一种可调增益控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种可调增益控制电路，其包括电阻网络、多选一开关电路和运放电路，电阻网络具有至少一个输入端和若干输出端，电阻网络的每个输出端具有不同分压输出，电阻网络的输入端连接信号输入端并对输入信号进行分压形成多级电压分别通过电阻网络对应的输出端输出；多选一开关电路具有与电阻网络每个输出端一一对应的若干输入端，电阻网络的每个输出端分别一一连接至多选一开关电路的输入端，多选一开关电路在输入信号的控制下选取切换接入一路输入电压；多选一开关电路的输出端连接运放电路的输入端，运放电路的输出端连接信号输出接口。本实用新型通过电阻网络分压后，改变后级运放的输入电压，从而改变整体电路的增益。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路信号处理领域，尤其涉及一种可调增益控制电路。
背景技术
电路信号处理在电子产品设计应用中不胜枚举，在测量仪器仪表的电路设计中更是无处不在，更有一些设计需要多级增益切换。
常规的多级增益切换设计是直接采用可变增益运放或切换运放输入电压或切换运放反馈电压。采用可变增益运放，主要依赖进口、且价格不菲；采用切换运放输入电压，常受限于级数；采用切换运放反馈电压，则拉长运放反馈回路、不利于保证运放的其他参数。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可调增益控制电路，能将输入信号进行多种不同系数的放大和衰减，以满足后级电路的信号处理需要。
本实用新型采用的技术方案是：
一种可调增益控制电路，其包括电阻网络、多选一开关电路和运放电路，电阻网络具有至少一个输入端和若干输出端，电阻网络的每个输出端具有不同分压输出，电阻网络的输入端连接信号输入端并对输入信号进行分压形成多级电压分别通过电阻网络对应的输出端输出；多选一开关电路具有与电阻网络每个输出端一一对应的若干输入端，电阻网络的每个输出端分别一一连接至多选一开关电路的输入端，多选一开关电路在输入信号的控制下选取切换接入一路输入电压；多选一开关电路的输出端连接运放电路的输入端，运放电路的输出端连接信号输出接口。
进一步地，电阻网络采用若干电阻通过各种串联或并联的电路组合形成不同的分压系数，电阻网络对输入信号进行有效的分压，在各个输出端呈现各种不同电压。
进一步地，电阻网络包括三个以上依次串联的电阻，第一个电阻的输入端连接信号输入端，最后一个电阻的输出端接地，除了最后一个电阻的其他电阻的输出端作为电阻网络的一个输出端一一对应连接至多选一开关电路的一个输入端。
进一步地，多选一开关电路为2选1、4选1、8选1、16选1或组合的N选1，即电路选取切换能力。
具体地，多选一开关电路可以是分立器件组成的电路，也可以是多选一的集成芯片，如74HC4051、74HC4067、SGM3157等。多选一开关电路主要用于利用控制信号、分别选取电阻网络的各个节点，获取不同的电压、并切换到电路输出端，输出给后级的运放电路。
进一步地，运放电路的增益采用固定单一增益，或者采用多个增益进行切换。
具体地，运放电路使用现有常规的运算放大器芯片。
具体地，电路的增益调整级数，是多选一开关电路的选取切换组合数乘以运放的增益级数的积。优选地，整体电路可覆盖多级放大或衰减的增益，是电阻网络分压系数（小于等于1）乘以运放增益（大于、等于或小于1）的积决定，当积大于1、则为放大，当积小于1、则为衰减。
进一步地，电阻网络和运放电路均通过辅助地串、并联电感或电容，使整体电路具有更好的高频特性。
进一步地，信号输入端直接连接至多选一开关电路的一个输入端，并由多选一开关电路在切换控制信号的控制下选取切换接入。
本实用新型采用以上技术方案，与现有集成可变增益运放相比，电路的成本大大降低，设计应用调整灵活，电路性能也能得以同等保证，器件通用性高，且利于扩展整体电路的高频特性。电路在电子产品设计上有较好的应用价值，特别是在中、低端的仪器仪表产品应用设计上，其性价比和应用价值更为显著凸出。
本实用新型克服对可变增益运放芯片的依赖，改善传统增益调整电路的缺陷；在切换运放输入电压的思路基础上作进一步扩展，简化输入电压分级改变方式、并扩大分级级数，又能在保证运放电路本身的参数不被破坏，且可灵活地改善整体电路的高频特性，使其有更好的设计应用价值。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明；
图1是一种可调增益控制电路原型示意图（非实际原理图）。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本实用新型公开了一种可调增益控制电路，其包括电阻网络、多选一开关电路和运放电路，电阻网络具有至少一个输入端和若干输出端，电阻网络的每个输出端具有不同分压输出，电阻网络的输入端连接信号输入端并对输入信号进行分压形成多级电压分别通过电阻网络对应的输出端输出；多选一开关电路具有与电阻网络每个输出端一一对应的若干输入端，电阻网络的每个输出端分别一一连接至多选一开关电路的输入端，多选一开关电路在输入信号的控制下选取切换接入一路输入电压；多选一开关电路的输出端连接运放电路的输入端，运放电路的输出端连接信号输出接口。
本实用新型由电阻网络、多选一开关电路和运放电路组成，通过组合不同的电阻网络（即改变运放输入电压）和运放电路参数，使整体电路具备多种增益调整能力。
如图1所示，电阻网络是利用常规电阻R1、R2、R3、R4……Rx垂直串联下地，对输入信号进行分压，形成不同的分压系数，在各个节点呈现各种不同电压、连接到后级的多选一开关电路。
所述的多选一开关电路是采用多选一的集成芯片，如带3-8译码控制切换的8选一芯片74HC4051。它主要利用3根控制信号、以进制译码的方式、分时选取电阻网络的各个节点的电压、并切换、连通到电路输出端，输出给后级的运放电路。
进一步地，信号输入端直接连接至多选一开关电路的一个输入端，并由多选一开关电路在切换控制信号的控制下选取切换接入。
所述的运放电路是使用常规的运算放大器芯片，其增益可以是固定单一，也可以是多个增益切换。
整体电路的增益调整级数，是多选一开关电路的选取切换组合数乘以运放的增益级数的积。以上述的8选一芯片74HC4051和固定单一增益的运放为例，则电阻网络只需串联8个电阻下地，整体电路就有8级增益可变。
整体电路可覆盖多级放大或衰减的增益，是电阻网络分压系数（小于等于1）乘以运放增益（大于、等于或小于1）的积决定，当积大于1、则为放大，当积小于1、则为衰减。仍以74HC4051和固定单一增益的运放实现8级增益为例，如运放固定增益为4倍、电阻的分压系数分别是1、0.5、0.25、0.125、0.1、0.05、0.025、0.0125，则整体电路可覆盖的增益有4、2、1、0.5、0.4、0.2、0.1、0.05倍，其中4、2倍为放大，0.5、0.4、0.2、0.1、0.05倍为衰减。
本实用新型可以替代进口的VGA（可变增益运放）芯片，主要应用在仪器仪表的模拟前端设计。电阻网络和运放电路，均可通过辅助地串、并联电感或电容，使整体电路具有更好的高频特性。如在每个电阻的两端各自再并联电容，分压比例的非线性重新修正，使得整体电路的高频特性得到改善。同理，在运放反馈回路的电阻上并联电容，则整体电路增益的非线性发生变化，整体电路的高频特性也得以扩展。
综上所述，通过本实用新型提出的由电阻网络、多选一开关电路和运放电路组成的可调增益控制电路，具有成本低、电路性能同等保证（性价比高）、器件通用性高、设计灵活、扩展高频线性等优点。本实用新型电阻网络分压后，改变后级运放的输入电压，从而改变整体电路的增益。在实际应用中，电路已被大量应用到中、低端仪器仪表产品的设计，效果良好，具有较高的性价比和应用价值。
显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
Claims (8)
1.一种可调增益控制电路，其特征在于：其包括电阻网络、多选一开关电路和运放电路，电阻网络具有至少一个输入端和若干输出端，电阻网络的每个输出端具有不同分压输出，电阻网络的输入端连接信号输入端并对输入信号进行分压形成多级电压分别通过电阻网络对应的输出端输出；多选一开关电路具有与电阻网络每个输出端一一对应的若干输入端，电阻网络的每个输出端分别一一连接至多选一开关电路的输入端，多选一开关电路在切换控制信号的控制下选取切换接入一路输入电压；多选一开关电路的输出端连接运放电路的输入端，运放电路的输出端连接信号输出接口。
2.根据权利要求1所述的一种可调增益控制电路，其特征在于：电阻网络包括若干电阻，若干电阻通过各种串联或并联的电路组合形成不同的分压系数，电阻网络对输入信号进行有效的分压，在各个输出端呈现各种不同电压。
3.根据权利要求2所述的一种可调增益控制电路，其特征在于：电阻网络包括三个以上依次串联的电阻，第一个电阻的输入端连接信号输入端，最后一个电阻的输出端接地，除了最后一个电阻的其他电阻的输出端作为电阻网络的一个输出端一一对应连接至多选一开关电路的一个输入端。
4.根据权利要求1所述的一种可调增益控制电路，其特征在于：多选一开关电路为2选1、4选1、8选1或16选1的开关电路。
5.根据权利要求1所述的一种可调增益控制电路，其特征在于：多选一开关电路采用分立器件组成的电路，或者多选一的集成芯片。
6.根据权利要求1所述的一种可调增益控制电路，其特征在于：运放电路的增益采用固定单一增益，或者采用多个增益进行切换。
7.根据权利要求1所述的一种可调增益控制电路，其特征在于：电阻网络和运放电路通过串、并联电感或电容，使整体电路具有更好的高频特性。
8.根据权利要求1所述的一种可调增益控制电路，其特征在于：信号输入端直接连接至多选一开关电路的一个输入端，并由多选一开关电路在切换控制信号的控制下选取切换接入。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202122921672.4U CN216531255U (zh) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | 一种可调增益控制电路 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN216531255U true CN216531255U (zh) | 2022-05-13 |
Family
ID=81463201
Family Applications (1)
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| CN202122921672.4U Active CN216531255U (zh) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | 一种可调增益控制电路 |
Country Status (1)
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2021
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