在模拟信号处理链中，需要可调增益是很常见的。如果调整是手动的，那么它是相当直接的-你可以使用电位器。当你需要在数字控制下调整时，它就会变得更加复杂。如果你需要一个数字可调仪表放大器，那么有现成的解决方案，如模拟设备AD8557从模拟设备。
AD8557采用数字电位器实现可调增益，采用数字-模拟转换器(DAC)实现可编程偏移量。
如果你的电路不使用仪表放大器或你需要一些可调增益仪表放大器之后，然后你需要看替代方案。有一些专门的解决方案，比如LTC1564这是一个数字控制的抗混叠滤波器，带有4位可编程增益放大器，这可能是有用的模拟数字转换器(ADC)之前的阶段。截止频率为10kHz ~ 150kHz，增益为0dB ~ 24.1dB。
您可以购买可编程增益放大器，如线性技术LTC6911可选增益为0dB到20dB。您需要仔细阅读这些设备的数据表，以确保它们满足您的需求，例如，关于共模输入电压范围，带宽和噪声。LTC6911也有一个相对较低的输入阻抗，你可能需要小心。
“传统的”电压控制放大器(VCA)是另一种选择。这些是完全线性的设备，其中电压调整增益(或衰减)，他们可以有一个非常宽的动态范围，尽管这往往是部分衰减而不是增益。比如德州仪器公司LMH6505有一个80dB的调整范围，但只有20dB的增益-其余的动态范围是一个潜在的巨大衰减。您还需要注意增益、控制电压和温度的准确性和稳定性。这些类型的器件通常是基于双极晶体管的特性，可以有高度的温度依赖性和不准确性。这对于一些应用来说是很好的，你只是想把增益调高，直到你得到一个合适的信号或AGC(自动增益控制)，但如果你需要知道任何精度的原始信号水平是什么，这就不是问题了。
你可以使用德州仪器(Texas Instruments)等跨导放大器来构建自己的VCALM13700．
你可以走DIY数字增益路线-使用数字电位器(可以在SPI或I2C控制下)和opamp制作PGA。与任何设计一样，都有需要注意的问题。数字电位器通常有一个很差的绝对公差，所以如果你想要合理的增益精度，你想尝试使用电位器比率来设置增益。这会使增益步长变得相当非线性。然而，一些数字电位器，如模拟设备AD5141有一个“独立”模式，它的行为就像两个独立的电位器与一个共同的雨刷。这意味着两个支路的和不必像普通电位器那样加到10k欧姆的总值-每个支路可以是10k。普通电位器的中点是5k + 5k，但独立模式下你可以有5k + 10k或8k + 9k，如果你想。这有助于避免大幅增益。
当考虑使用数字电位器来控制增益时，它将处于opamp电路的反馈中，需要考虑数字电位器的不需要的电容，以及雨刷电阻。雨刷电阻将影响增益设置的准确性，以及可实现的最大增益，但通常不是一个主要问题。然而，数字电位器的电容是一个麻烦。在10k欧姆版本中，AD5141的A和B连接电容为25pF，雨刷电容为12pF。雨刷电容将出现在opamp的输入端，A或B电容将出现在opamp的输出端。大多数运放可以容忍输出端的25pF，但是运放的反相输入端的12pF会导致一些增益峰值或不稳定。这需要在设计中加以考虑。
检查效果的一种方法是使用SPICE模拟器(免费的模拟器，如LTSPICE是可用的)。在原理图中添加杂散电容将显示是否存在任何不稳定问题，即使你没有SPICE数字电位器模型。这个简单的电路仿真将显示效果。
R1和R2是AD5141的两个臂，C1、C2和C3代表数字连接的内部电容。高增益(R1低电阻)电路是稳定的，但低增益的效果是相当戏剧性的。
绿色的轨迹没有C1, C2和C3，红色的轨迹有显示的值。正如你所看到的，电路将是高度不稳定的数字，甚至是一个好的振荡器。一些电容在R2将帮助但没有完全治愈的问题,因为在这种情况下使用的opamp插图没有大阶段保证金在低增益和电容性负载不满意所以特别敏感digipot杂散电容对输出以及反相输入。
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