V některých zařízeních, například IR měřičích vzdálenosti nebo ultrazvukových sonarech, je potřeba zpracovávat vstupní signály, které se mohou amplitudou lišit o několik řádů. Pak se hodí zesilovač, který umí rychle měnit zesílení a je řízen napětím respektive podle pokynů z mikrokontroléru.
Jedním ze zesilovačů, které mohou měnit zesílení v širokém rozsahu, je obvod VCA610. Předpokládá symetrické napájecí napětí ±5 V, max. ±7 V. Řídícímu napětí 0 až -2 V odpovídá lineárně změna zesílení -38,5 až +38,5 dB, celkově je tedy obvod schopen měnit amplitudu signálu v rozsahu (necelých) 80 dB, to je 0,01 až 100. Zesílení vyjádřené v dB má jednoduché vyjádření G = -40 – (40 * Uc). V obvyklých aplikacích by neměl mít obvod problémy s velikostí frekvence, může pracovat bez omezení asi do 10 MHz a s poklesem zesílení do 30 MHz.
Schéma ukazuje ideové zapojení zesilovače řízeného šestibitovým slovem z výstupu mikrokontroléru. Jednoduchým odporovým převodníkem DA se slovo převede na kladné napětí, OZ v zapojení invertujícího zesilovače jej „překlopí“ do rozsahu 0 až -2 V a VCA610 upraví amplitudu.
Ke generování řídícího napětí je samozřejmě možné použít i PWM signál z mikrokontroléru a vystačí se tak s jediným jeho vývodem, ale integrační kondenzátor sloužící k vyhlazení PWM modulace na napětí mnohonásobně zpomalí možnost změny zesílení. Výhodou je, že můžeme obecně získat jemnější a plynule se měnící regulaci zisku beze skoků, než při použití šestibitového převodníku.
Obvod VCA610 (původně z produkce velkého výrobce Burr-Brown) bohužel v našich obchodech stejně jako většinu specializovanějších obvodů nekoupíte, ale dá se objednat například na AliExpress a přijde včetně dopravy přibližně na 4 USD.
Kat. 1