利用数字电位计AD5292和运算放大器OP184构建可变增益同相放大器 (CN0112)
本电路采用DigiPOT+系列数字电位计 AD5292 和运算放大器OP184 ，提供一种低成本、高电压、可变增益同相放大器。
该电路提供1024种不同增益，可通过SPI兼容型串行数字接口控制。AD5292具有±1%电阻容差性能，可在整个电阻范围内提供低增益误差，如图2所示。
本电路支持轨到轨输入和输出，既可采用+30 V单电源供电，也可采用±15 V双电源供电，并且能够提供最高±6.5 mA的输出电流。
此外，AD5292内置一个20次可编程存储器，可以在上电时自定义增益设置。
本电路具有高精度、低噪声和低总谐波失真(THD)等特性，非常适合信号仪表调理应用。
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图1. 可变增益同相放大器的原理示意图（未显示去耦和所有连接）
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本电路采用数字电位计AD5292和运算放大器OP184，提供一种低成本、可变增益同相放大器。
输入信号 VIN 由OP184放大。该运算放大器具有低噪声、高压摆率以及轨到轨输入和输出特性。最大电路增益由公式1确定。
流过AD5292的最大电流为±3 mA，由此可根据电路增益限定最大输入电压 VIN，如公式2所示。
当与VIN相连的输入信号高于公式2所确定的理论最大值时，应增大 R2 ，并利用公式1重新计算新增益。
AD5292的±1%内部电阻容差可确保增益误差较低，如图2所示。
电路增益计算公式为：
其中D为载入该数字电位计的码。
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图2. 增益和增益误差与十进制码的关系
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图3. 输入为交流信号时增益和相位与频率的关系
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当电路输入为交流信号时，数字电位计的寄生电容可能会导致输出发生不良振荡。不过，在反相器输入与其输出之间连接一个小电容 C1便可避免这种情况。对于图3所示的增益和相位图，所用电容值为10 pF。
对本电路进行简单修改便可提供对数增益功能，如图4所示。这种情况下，该数字电位计配置为比率式。
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图4. 对数增益电路
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图5. 对数增益函数
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电路增益由公式4确定：
其中D为载入该数字电位计的码。增益与码的关系如图5所示。
AD5292具有一个20次可编程存储器，可以在上电时将输出电压预设为特定值。
为了使本文所讨论的电路达到理想的性能，必须采用出色的布局、接地和去耦技术（请参考教程MT-031——“实现数据转换器的接地并解开AGND和DGND的谜团” ，以及教程MT-101——“去耦技术”）。至少应采用四层PCB：一层为接地层，一层为电源层，另两层为信号层。
AD5291（8位、内置20次可编程上电存储器）和AD5293（10位、无上电存储器）均为±1%容差数字电位计，同样适合本应用。
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