¿Qué es un Amplificador de Ganancia Programable?
Un amplificador de ganancia programable es un amplificador cuya magnitud de ganancia puede ser modificada por el usuario mediante programación.
Es un amplificador que utiliza un amplificador operacional, generalmente en configuración no inversora. Como la ganancia puede cambiarse mediante programación, los amplificadores de ganancia programada dejan margen para modificaciones en la cadena de señales, donde las señales analógicas se transforman en digitales.
Esto permite desarrollar productos flexibles, ya que la ganancia puede modificarse posteriormente para responder con flexibilidad a los deseos del cliente o del usuario, como aumentar la intensidad de recepción de la señal.
Aplicaciones de los Amplificadores de Ganancia de Programables
Los amplificadores de ganancia programables se utilizan principalmente para la amplificación de señales en dispositivos que reciben señales o ruido, como equipos de comunicación, detectores y equipos de análisis. Algunos ejemplos son las estaciones base y los receptores de teléfonos móviles, los radares ultrasónicos, las comunicaciones inalámbricas y el análisis de voz. Otras aplicaciones son el control de motores.
A la hora de seleccionar las especificaciones de los amplificadores de ganancia programables, hay que tener en cuenta el rango y el tipo de ganancia programable, la magnitud de la impedancia y la precisión de la ganancia.
Principio de los Amplificadores de Ganancia Programables
Un amplificador de ganancia programable utiliza una configuración en escalera de resistencias en la sección del circuito de realimentación negativa de un amplificador operacional y conmuta los valores de estas resistencias mediante una operación de conmutación controlando los valores de registro de un circuito digital. Esto permite conmutar la ganancia y el funcionamiento del amplificador con un amplio rango dinámico.
Además del valor de resistencia de la sección del circuito de re-alimentación negativa, otra técnica consiste en cambiar la tensión interna aplicada a los amplificadores operacionales mediante programación, lo que permite variar el factor de amplificación del propio amplificador operacional y la magnitud de la ganancia. Los amplificadores de ganancia programables para equipos utilizados en dispositivos médicos y experimentos científicos requieren un factor de amplificación con un gran rango dinámico, bajo ruido y excelente estabilidad térmica.
Por este motivo, algunos productos incorporan un mecanismo por el que se montan resistencias y condensadores en el amplificador de ganancia programable para formar un filtro de paso bajo y eliminar el ruido de alta frecuencia. También existen productos que conectan varios amplificadores operacionales mediante un circuito con un conmutador que se puede accionar de forma programática, de modo que los amplificadores operacionales se pueden accionar mediante el programa según sea necesario, lo que permite una gran amplificación de forma eficaz.
Otra Información sobre los Amplificadores de Ganancia Programables
1. Amplificadores de Ganancia Programables utilizados en Aplicaciones de Sensores
En el diseño de sistemas que utilizan sensores, el rango de salida de varios tipos de sensores se diseña para que coincida con el rango de entrada del convertidor A-D posterior en combinación, pero no necesariamente con el rango de entrada/salida en el sistema. En tales casos, debe utilizarse un amplificador de ganancia de programa entre el sensor y el convertidor A-D para cubrir el rango de salida muy bajo del sensor a niveles muy bajos y para que coincida con el rango de entrada del convertidor A-D.
En el caso de las aplicaciones de sensores, naturalmente hay que prestar atención a los niveles de ruido debido a su función en la aplicación. También se suelen utilizar amplificadores de instrumentación, pero los amplificadores de ganancia programables también pueden considerarse amplificadores de instrumentación con una función de ganancia variable adicional en la segunda etapa.
2. Diferencia entre Amplificadores de Ganancia Programables (AGP) y Amplificadores de Ganancia Variable (AGV)
Ambos son iguales en el sentido de que son amplificadores con ajuste de ganancia variable. Un amplificador de ganancia programable (PGA) se utiliza para el ajuste de ganancia de valores discretos (precisos), ya que se controla digitalmente y se conmuta por bits, por ejemplo, 4x, 8x, 16x, en lugar de ajustarse continuamente de forma analógica.
Hay que tener en cuenta que la resolución de ajuste de la ganancia es igual al número de bits del registro de ajuste. Por otro lado, los amplificadores de ganancia variable (VGA) son controles de ganancia continuos analógicos con una respuesta relativamente rápida y son adecuados para aplicaciones en las que se requiere un funcionamiento AGC (control automático de ganancia).