简 介： 本文探讨了利用DAC（数模转换器）构建可编程增益放大器（PGA）的方法。通过将DAC作为运放反馈网络中的分压器，实现了增益的数字可调。LTspice仿真验证了该方案的可行性：当DAC等效分压比变化时（如R6从200Ω调整到10kΩ），放大倍数相应从6倍降至接近1倍。实验表明，DAC可有效替代传统电阻分压网络，为增益调节提供数字化解决方案。该设计将在后续硬件测试中进一步验证其实际性能。 关键词： DAC，PGA

01 DAC构成PGA

一、DAC分压器

  高速 DAC 器件内部通常集成有多级电阻阶梯。 输出电压等于参考电压乘以电阻阶梯编码对应的比例。后面的编码应该是DAC数据除以满量程最大数字。输出与参考电压之间是比例关系。此时，DAC 可以看成一个电位器。电位器的分压比是由 DAC 转换数字对应的比例。如果将一个DAC放置在一个运放的反馈环节，那么此时运放电路就会变成一个可编程放大电路。

二、LTspice仿真结果

  在 LTspice 搭建一个仿真电路。其中 R1、R2与C1组成一个电源电压中点产生电路，为单电源工作运放提供一个参考地线电位。R5、R6 是电阻分压网络，这部分可以由 DAC 器件来承担。现在的R5、R6近似一个二分之一的分压比。经过反馈到运放负相输入端。信号由V2 产生，频率为 150kHz，幅度为 0.1V的正弦波。经过C3 耦合到运放的正向输入端口。此时，运放电路的增益等于 1 加上 R5除以 R6。

  接下来分析仿真结果。观察输入信号以及运放放大输出信号。将仿真结果与电路原理图左右分开。下面蓝色信号是输入信号。绿色信号是放大输出信号。可以看到此时对应的放大增益大约为 3倍，与现在R5,R6对应的分压比相关。如果将 R6修改为 200欧姆。此时对应的放大倍数增加到6倍。如果将R6修改为  100 欧姆，此时对应的放大倍数为 11 倍。将R6 提高到 10k 欧姆，此时对应的放大倍数只是比 1 大一点。

※ 总  结 ※

  本文测试了使用 DAC 构成可编程运算放大器。使用 DAC 替换电路中的分压反馈电路网络，这样便可以通过DAC编程改变电路的放大倍数。这个应用会在明天通过实际电路进行验证。