Diseño de preamplificador menos ruidoso

Estoy construyendo un circuito generador de frecuencia y necesito algunos consejos. Estoy usando el generador DDS AD9833 (programado desde un PIC16F876) para generar frecuencias y deseo poder ajustar la ganancia.

Al no poder encontrar un amplificador de ganancia programable adecuado, iba a usar un amplificador no inversor y un potenciómetro digital. El consejo que necesito es:

¿Es mejor (menos ruidoso) pasar la señal a través del divisor de potencial (de manera pasiva) ingresando a un amplificador de ganancia unitaria?

O

¿Debo usar una resistencia digital en el circuito de retroalimentación del amplificador y configurar la ganancia de esa manera?

Además, si alguien más tiene mejores ideas, también sería bienvenido, pero el espacio de la junta es limitado, por lo que las soluciones complejas pueden ser difíciles de implementar.

Respuestas (1)

Mire cuidadosamente las especificaciones de un potenciómetro digital, ya que a menudo son bastante diferentes de lo que espera. Por ejemplo, mire de cerca estos problemas:

  • Ruido: los potenciómetros digitales (DP) a menudo tienen un rendimiento de ruido terrible. Rara vez mejor que -80 dB THD+N y, a menudo, solo -60 dB o peor. Muchas ollas ni siquiera ponen cifras de ruido en las hojas de datos. Los DP a menudo solo son adecuados para los equipos de audio de consumo de peor calidad, o aplicaciones donde el ruido no es un problema (como los ajustes de contraste de la pantalla LCD).
  • Precisión: muchos DP solo tienen una precisión del 20-30 % en la resistencia total de un chip a otro (y, a veces, entre dos potenciómetros en un solo chip). El MAX5460 tiene una resistencia nominal de 100K, pero puede variar entre 75K y 125K. Si necesita dos DP para que coincidan, entonces no tiene suerte.
  • Resistencia mínima: los DP a menudo no bajan a 0 ohmios. Algunos solo bajan a 1K o más. Esto puede ser muy importante si está utilizando el DP en la ruta de retroalimentación de un amplificador operacional, para brindarle un buen control de ganancia.

Investigué el uso de potenciómetros digitales para controlar la ganancia en aplicaciones de audio y descubrí que eran en gran medida inútiles. En su lugar, uso relés (bajo ruido, baja resistencia), interruptores CMOS analógicos (buen ruido, pequeño) o incluso JFET (más barato, ruido razonable, difícil de usar).

Hola David, gracias por tu respuesta, ¡me impidió tomar una mala decisión! La aplicación para la que estoy diseñando es la etapa de generación de señales para equipos de prueba de ultrasonido, por lo que el ruido es un factor importante. ¿Podría explicar cómo podría usar un interruptor CMOS para ajustar la ganancia proveniente del generador de señal? Gracias por toda su ayuda, muy apreciada. :)
Lo siento, debería haber dicho que la ganancia debería ser programable.
@TimMottram En todos los casos, DP, relé, interruptor CMOS y JFET, está cambiando una resistencia para cambiar la ganancia. Con un relé, literalmente activas o desactivas diferentes resistencias. Lo mismo ocurre con los conmutadores CMOS y los JFET. Tenga en cuenta que la resistencia de un interruptor CMOS nunca es cero, generalmente en el rango de 5 a 30 ohmios. Es mejor que los DP, pero debe tener en cuenta esa resistencia en sus cálculos de ganancia.
@ David, gracias por la ayuda, desafortunadamente no tengo el espacio de la placa para implementar ese tipo de diseño. Creo que volveré a tratar de conseguir un buen PGA. En la remota posibilidad de que sepas... Estoy buscando un PGA de un solo extremo con pasos de ganancia de G = 1,2,5,10 y un ancho de banda de min (50kHz) a 1Mhz (o más). Gracias por toda tu ayuda. :)
¿Alguna experiencia con su linealidad, @DavidKessner?
@jippie Los números THD+N que mencioné tienen en cuenta la linealidad, ya que algo que no es lineal introducirá distorsión armónica. Los relés, por supuesto, son los más lineales. Los interruptores CMOS son razonablemente buenos y pueden brindarle niveles THD+N de -100 dB o mejores. Los JFET también pueden ser buenos, pero es posible que deba controlar sus puertas con +/- 30 voltios o más para obtener una buena linealidad.
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