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    程控放大器(Programmable Gain Amplifier,PGA)是指可以通过程序或指令控制而改变其增益等性能的放大器,PGA的基本形式是由运算放大器和模拟开关控制的电阻网络组成。模拟开关则由数字编码控制。数字硬件电路可以实现数字编码,也可以根据需要利用计算机来控制[13]。30531
    当前,测量仪表正朝着数字化以及智能化的方向发展。这些设备一般由传感器、放大器电路以及数据处理电路组成。后端数据处理电路需要利用高精度的测量放大器才能符合要求。
    自动控制系统和自能仪器当在被测信号的幅值变化较大时,通常改变量程以确保测量精度,这一点就是程控放大电路能够实现的功能。量程变化时放大器的增益也随着自动变化。这样就不用去改变电路结构,只需要编程由软件实现增益的改变。
    测控系统中,PGA是很有用处的,随着新型元器件的高速发展,实现PGA并不难,但是要使PGA能够自动调节增益,放大器的精度也会因一些调节元器件的使用而受到影响,PGA的精度要求在精密测量时要很高,实现高精度的PGA成为了一个研究方面。论文网
    不同的测量仪器输出的信号的幅度可能会相差比较多,常用的方法就是先设定一个可以手动调节的电路使得测量仪器的信号幅度控制在一定的范围,然后再输入到A/D转换器中,这样可以保证较高的测量精度。然而,人工档位是具有机械操作,这样就一定会降低整个电路的精度。同时,一般选用的放大器都是可以直接通过软件设置增益的,如AD8321芯片,但是这种放大器价格高,档位的选择也不多(如TI的PGA103,206等仅3-4档)。
    数控放大器即能满足核仪器中需要的线性度和增益的稳定性同时也能使增益自动稳谱。系统为了保证放大器增益的稳定性和线性指标难免会减小放大器的输入阻抗,这样前级电路输出阻抗就需要更好的布置。实际中,通过增大反馈电阻是可以提高输入阻抗的,另外增加一级电压跟随电路也是可以改善输入阻抗,电压跟随器的输入阻抗一般相当大。
    目前利用单片机控制量程档位的选择是常用的一种方法,采用非易失性数字电位器和仪表放大器可以组成一种高精度、多档位但又低成本的程控放大器。
    实现以单片机为基础的测量电路系统,在电子电工测量中是非常有意义的,同时这种设计思路具有较为广阔的发展前景。
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