PGA 简介

PGA（Programmable Gain Amplifier，可编程增益放大器）是一种可以通过外部控制信号改变增益大小的放大器，常用于需要灵活调节信号放大倍数的应用中，比如在模拟信号采集、数据转换（如 ADC 之前）、传感器接口电路等场景中。

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一、PGA 的基本特性：

1. 可编程增益：
   增益可以通过软件或数字控制信号（比如 SPI、I²C、并口等）进行设置，常见的增益值如 1、2、4、8、16 倍等。

2. 高输入阻抗、低输出阻抗：
   有利于和传感器或前级放大电路配合，不影响信号源工作。

3. 低噪声、高线性度：
   适用于对信号质量要求较高的应用，比如精密测量。

4. 可与 ADC（模数转换器）配合使用：
   在 ADC 采样前对输入信号进行适度放大，提高信噪比和分辨率。

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二、PGA 的工作原理：

PGA 本质上是一个由 模拟开关或运算放大器网络构成的增益可调放大电路，增益的设定通过控制不同电阻网络的接入方式来实现。例如：

• 对于一个运放反馈放大器，其增益为：
  [
  A_v = 1 + \frac{R_f}{R_{in}}
  ]
  若通过开关控制 ( R_f ) 和 ( R_{in} ) 的值，即可实现不同的增益。

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三、常见应用场景：

1. 传感器接口：
   如温度、压力、加速度传感器输出的微弱信号需要放大后处理。

2. 音频处理：
   可根据音量大小自动调节放大倍数。

3. 数据采集系统（DAQ）：
   PGA 与 ADC 配合，提高动态范围。

4. 工业自动化和控制系统：
   根据工况动态调节增益。

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四、与固定增益放大器的区别：

特性	PGA（可编程增益）	固定增益放大器
增益设置	可调，灵活	固定，不可调
控制方式	软件/数字控制	无需控制
应用灵活性	高，适合多种信号范围	低，仅适用于特定场景
成本	略高	相对较低

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