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designideas
2005年4月号
汎用性のあるゲイン・プログラマブル増幅器

Luo Bencheng 中国科学アカデミー
 「INA118」や「AD623」など標準的な計装増幅器は、高確度で利得変化幅の広いゲイン・プログラマブル増幅器としても用いることができる。しかしその利得範囲は固定されており、汎用性に欠けるという問題がある。
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  その解決策として、図1のようなマイコン制御の利得可変回路を用いることが多い。IC2はプログラマブルな8 : 1アナログ・デマルチプレクサで、8個の重み抵抗R1〜R8に接続されており、汎用高精度増幅器IC2の利得範囲を改善している。回路の総合利得は、次の式のように、選択した重み付け抵抗の値によって決まる。
 VOUT=−VIN((RX+RON)/R0
 RONはIC2のオン抵抗、RXはR1〜R8から選択した重み付け抵抗である。IC2のポート選択端子A〜Cをマイクロコントローラーで制御し、選択した重み付け抵抗に従って、利得を設定する。しかし、この回路では、温度変動などの制御ができないIC2のオン抵抗があるために、高性能・高品質は得られない。
 そこで、図1の回路を工夫した、図2のような利得可変増幅器を使用する。同じIC1を用いているが、IC2をプログラマブル8:2差動入力アナログ・マルチプレクサに変更し、これを4個の平衡抵抗R01〜R04と8個の重み付け抵抗RG1〜RG8に接続して、回路の利得変化範囲を改善している。IC2のポート選択端子Z0〜Z1マイクロコントローラーで制御し、高品質の利得可変増幅器を構成している。回路の総合利得は、次式で与えられる。
 VOUT=VIN(1+RGB/RGA
 RGAはRG1〜RG4から、RGBはRG6〜RG8から、それぞれ選択した重み付け抵抗である。
 アナログ・マルチプレクサIC2は、増幅器IC1の入力側にある。抵抗R01R04は、信号入力チャネルのバランスを取ってマルチプレクサIC2のオン抵抗によるレベル・シフトを減らすことで、オン抵抗による影響を最小に抑えている。オペアンプIC01とIC02はフォロワー回路として働き、回路全体のドライバ性能と同相モード除去能力を改善している。

「design ideas」への寄稿のお願い
米国EDN誌の日本語版「EDN Japan」は、米EDN誌と同様に「電子技術者の仕事に役立つ」誌面作りをモットーに掲げ、米EDN誌で注目を集めた記事の翻訳のほか、日本国内で独自に取材し執筆した記事を掲載して行く予定です。
弊誌「EDN Japan」では、「design ideas」と呼ぶ1ページ前後のコラムを毎号6ページ〜8ページ掲載しています。これは、米EDN誌の「名物コラム」で、電子回路設計などの現場で働く電子技術者の皆様からのご寄稿により成り立っています。そこで半導体メーカーや電子機器メーカーの電子技術者のほか、大学などの研究者、一般の方(コンサルタント業務に携わる方など)の皆様からの「design ideas」へのご寄稿を募集します。
【記事内容】
電気/電子回路の新たな提案とその説明。
半導体製品に組み込まれた新たな回路の紹介。
半導体/電子部品の面白い使い方。
半導体/電子回路の性能を引き出す、あるいは部品の弱点を補う回路の提案。など。
上記以外のテーマについては、別途ご相談ください。
【原稿の長さ】
原則として1〜2ページ。文字数は約1000〜1500、図版は1〜3点程度です。
【原稿料】
採用原稿に対して、400字当たり3000円(税込み)。
【注意点など】
未発表のものに限定します。
ご寄稿いただいた原稿は、EDN Japan誌で選考させていただき、採用/不採用を決めさせていただきます。
掲載した原稿の著作権はEDN Japan誌に帰属します。
ご寄稿いただいた原稿は、EDN Japan誌のほか、米国EDN誌やEDN Asia誌、EDN China誌、EDN Europe誌に掲載される可能性があります。
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