模/數(shù)接口中的可編程增益放大器(04-100)

　　用可編程增益放大器(PGA)處理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中傳感器/變送器模擬輸出和信號(hào)處理數(shù)字之間的接口。單片和高集成度PGA現(xiàn)在被可編程、更高精度、更高吞吐量和更小封裝尺寸的模塊和混合方案替代。

　　由于來(lái)自傳感器/變送器的模擬信號(hào)的本性，使其工作必須具備相當(dāng)大的動(dòng)態(tài)范圍。這要求采用連續(xù)增益級(jí)在進(jìn)行任何實(shí)際的數(shù)字處理之前增大這些信號(hào)，PGA能滿足這種要求。

　　PGA是可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)的一種。VGA提供可變和連續(xù)增益控制，而PGA必須在軟件控制下以固定步(通常6dB步)做到可變?cè)鲆婵刂?。達(dá)到更精細(xì)的分辨步0.5dB是可能的。

　　一般多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用很多不同類型的傳感器/變送器，這包括熱電偶、惠斯登電橋，熱敏電阻、應(yīng)變計(jì)和超聲系統(tǒng)。雖然，傳感器/變送器是基于不同的物理原理，但大多數(shù)產(chǎn)品是以電壓做為輸出。甚至這會(huì)產(chǎn)生中間值(如電容或電阻)，但最終變換為電壓，以便在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中進(jìn)行進(jìn)一步處理(圖1)。

　　傳感器/變送器的輸出可覆蓋非常大的范圍，需要PGA來(lái)處理傳感器/變送器輸出到ADC的接口。例如，在工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)中，低頻信號(hào)可以幾毫伏到幾伏變化。需要PGA來(lái)匹配這種寬傳感器/變送器輸出范圍到特定的ADC輸入范圍。通常，在輸入數(shù)據(jù)采集通道最低信號(hào)電平與最高信號(hào)電平之比是2個(gè)量級(jí)或更大。