Geringstes Vorverstärkerdesign

Ich baue eine Frequenzgeneratorschaltung und brauche einen Rat. Ich verwende den AD9833 DDS-Generator (programmiert von einem PIC16F876), um Frequenzen zu erzeugen, und ich möchte in der Lage sein, die Verstärkung einzustellen.

Da ich keinen geeigneten Verstärker mit programmierbarer Verstärkung finden konnte, wollte ich einen nicht invertierenden Verstärker und ein digitales Potentiometer verwenden. Der Rat, den ich brauche, ist:

Ist es besser (weniger laut), das Signal durch den Potentialteiler (auf passive Weise) zu leiten und in einen Einheitsverstärkungsverstärker einzugeben?

ODER

Sollte ich einen digitalen Widerstand in der Rückkopplungsschleife des Verstärkers verwenden und die Verstärkung so einstellen?

Auch wenn jemand bessere Ideen hat, wären sie ebenfalls willkommen, aber der Platz auf dem Board ist begrenzt, so dass komplexe Lösungen möglicherweise schwer zu implementieren sind.

Antworten (1)

Schauen Sie sich die Spezifikationen für einen digitalen Topf genau an, da sie oft ganz anders sind, als Sie erwarten. Schauen Sie sich zum Beispiel diese Probleme genau an:

  • Rauschen: Digitale Potentiometer (DPs) haben oft eine schreckliche Rauschleistung. Selten besser als -80 dB THD+N und oft nur -60 dB oder schlechter. Viele Potis geben nicht einmal Rauschzahlen in die Datenblätter ein. DPs sind oft nur für Consumer-Audiogeräte der schlechtesten Qualität oder Anwendungen geeignet, bei denen Rauschen kein großes Problem darstellt (z. B. LCD-Kontrastanpassungen).
  • Genauigkeit: Viele DPs haben nur eine Genauigkeit von 20-30 % des Gesamtwiderstands von Chip zu Chip (und manchmal zwischen zwei Töpfen auf einem einzelnen Chip). Der MAX5460 hat einen Nennwiderstand von 100 K, kann aber zwischen 75 K und 125 K variieren. Wenn Sie zwei DPs benötigen, die übereinstimmen, haben Sie Pech.
  • Mindestwiderstand: DPs gehen oft nicht auf 0 Ohm. Einige gehen nur bis auf 1K oder höher. Dies kann sehr wichtig sein, wenn Sie den DP im Rückkopplungspfad eines Operationsverstärkers verwenden, um eine gute Verstärkungssteuerung zu erhalten.

Ich habe mich mit der Verwendung digitaler Potis zur Verstärkungsregelung in Audioanwendungen beschäftigt und fand sie weitgehend nutzlos. Stattdessen verwende ich Relais (rauscharm, niedriger Widerstand), analoge CMOS-Schalter (gutes Rauschen, klein) oder sogar JFETs (am billigsten, angemessenes Rauschen, schwer zu bedienen).

Hallo David, danke für deine Antwort, sie hat mich davon abgehalten, eine schlechte Entscheidung zu treffen! Die Anwendung, für die ich entwerfe, ist die Signalerzeugungsstufe für Ultraschallprüfgeräte, daher ist Rauschen ein wichtiger Faktor. Können Sie erklären, wie ich einen CMOS-Schalter verwenden könnte, um die vom Signalgenerator kommende Verstärkung einzustellen? Vielen Dank für Ihre Hilfe, sehr geschätzt. :)
Entschuldigung, ich hätte sagen sollen, die Verstärkung sollte programmierbar sein.
@TimMottram In allen Fällen, DP, Relais, CMOS-Schalter und JFETs, ändern Sie einen Widerstand, um die Verstärkung zu ändern. Mit einem Relais schalten Sie buchstäblich verschiedene Widerstände ein / aus. Dasselbe gilt für CMOS-Schalter und JFETs. Denken Sie daran, dass der Widerstand eines CMOS-Schalters niemals Null ist – normalerweise im Bereich von 5 bis 30 Ohm. Es ist besser als DPs, aber Sie müssen diesen Widerstand in Ihre Verstärkungsberechnungen einbeziehen.
@ David, danke für die Hilfe, leider habe ich nicht den Platz auf der Platine, um diese Art von Design zu implementieren. Ich denke, ich werde wieder versuchen, eine gute PGA zu finden. Wenn Sie es vielleicht wissen. Ich suche nach einem unsymmetrischen PGA mit Verstärkungsschritten von G = 1,2,5,10 und einer Bandbreite von min (50 kHz) bis 1 MHz (oder mehr). Danke für deine Hilfe. :)
Irgendwelche Erfahrungen mit ihrer Linearität, @DavidKessner?
@jippie Die von mir erwähnten THD + N-Zahlen berücksichtigen die Linearität, da etwas, das nicht linear ist, eine harmonische Verzerrung einführt. Relais sind natürlich am linearsten. CMOS-Schalter sind ziemlich gut und können THD+N-Pegel von -100 dB oder besser liefern. JFETs können auch gut sein, aber Sie müssen ihre Gates möglicherweise mit +/- 30 Volt oder mehr ansteuern, um eine gute Linearität zu erhalten.
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