使用了可變電導放大器的電壓控制放大器(VCA)

2020-12-05 電子產品世界

電路的功能

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/163088.htm

電壓控制放大器（VCA）因可用外部直流電壓調節其放大倍數，所以除作普通放大倍數可變的電路用外，還可用作AGC放大器的放大倍數可變部件以及低頻振幅調製電路等。通常採用乘法運算的工作原理。本電路則採用可變GM型OP放大器，靠外電壓使互導發生變化，從而實現VCA。

電路工作原理

CA3080是一種被稱為OTA的IC它是一種差動輸入/電流輸出型的OP放大器。

互導GM用公式GM=△I0/△E1表示。而GM=19.2*IH，所以可得到與偏流IA成正比的GM。因為是電流輸出，其內陰RO非常大，R≈7500/IA/10的負3次方。根據以上關係，可用下式計算輸出電流I：I=GM.E1=19.2*IA.EIO 再用A2進行電流電壓轉換之後可獲得輸出電壓。

根據正負EI=IO/19.2*IA，當IO=1MA，IA=1MA時，CA3080的輸入電壓正負EI為52MV；當IA=10UA時，則為5.2V。IA比較小時，轉換速度就會降低，所以不能太小。應儘量採用較大的IA值，並在輸入端R1和R2組成的電阻分壓電路，調整最大輸入電平，R1的值根據用途確定。

如果輸出電流IO按1MA設計，當最大輸出為正負10V時，OP放大器A：的反饋電阻則應取10/10的負3次方千歐，R5=8.2千歐，VR2為5千歐（可調節）。

偏流IA的輸入辦法：為了能使與控制電壓VC成正比的電流流過，可使用基極接地的PNP電晶體。如基極電流忽略不計，輸入電流I1N=（VC-VBE）/R4，當電壓VC低於VBE≈0.5V時，IA則幾乎等於0，沒有放大功能。

由於整個電路採用直流耦合，所以OP放大器A2中加了失調調整電路。如果輸入、輸出加了隔直流電容，並且只有AC電流渡過時，可不加失調調整電路。在A1的反相輸入端，經過串聯電阻R7之後進行失調調整也可以。

注釋

其它的VCA

採用模擬乘法器也可實現VCA。通常乘法器的傳輸特性可用EO=X.Y/10（X、Y的輸入電壓範圍為0~正負10V）表示。如果給輸入端X、Y中的任何一個施加直流控制電壓（0~正10V），放大倍數A則可在0~1倍之間變化。

也有專門為VCA製作的單片IC，三菱公司的M5241L等屬於這種IC。用於音量調節時，也將其稱為電子電位器。雖然叫作VCA，但實際並沒有增益，應稱作電壓控制衰減器。

新日本無線公司的NJM4200是一種價格便宜的模擬乘法器。在其外部OP放大器和電阻，可以形成高精度的VCA，因其上限頻率為數千赫，所以在視頻波段不能使用。

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