模/數接口中的可編程增益放大器(04-100)

　　用可編程增益放大器(PGA)處理數據采集系統中傳感器/變送器模擬輸出和信號處理數字之間的接口。單片和高集成度PGA現在被可編程、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。

　　由于來自傳感器/變送器的模擬信號的本性，使其工作必須具備相當大的動態(tài)范圍。這要求采用連續(xù)增益級在進行任何實際的數字處理之前增大這些信號，PGA能滿足這種要求。

　　PGA是可變增益放大器(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)做到可變增益控制。達到更精細的分辨步0.5dB是可能的。

　　一般多通道數據采集系統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、應變計和超聲系統。雖然，傳感器/變送器是基于不同的物理原理，但大多數產品是以電壓做為輸出。甚至這會產生中間值(如電容或電阻)，但最終變換為電壓，以便在數據采集系統中進行進一步處理(圖1)。

　　傳感器/變送器的輸出可覆蓋非常大的范圍，需要PGA來處理傳感器/變送器輸出到ADC的接口。例如，在工業(yè)過程控制系統中，低頻信號可以幾毫伏到幾伏變化。需要PGA來匹配這種寬傳感器/變送器輸出范圍到特定的ADC輸入范圍。通常，在輸入數據采集通道最低信號電平與最高信號電平之比是2個量級或更大。