简单的 OpAmp 可选增益放大器：通过 GPIO 选择增益 1x 或 10x

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此电路是可选增益放大器的简单变体。

如果 CTRL 被拉低（即到 GND），电路实际上看起来像这样：

由于 JFET 运放（如 TL084，即大多数 100 MHz GBW 以下的现代运放）的输入偏置电流可忽略不计，此电路基本上只是一个增益 1 缓冲器。

如果 CTRL 被拉高（例如拉到 5V），电路实际上看起来像这样：

其增益为 ($\frac{10 k\Omega}{10 k\Omega + 90 k\Omega} = \frac{10 k\Omega}{100 k\Omega} = 10$。调整这些

这里需要考虑的一个方面是 MOSFET Q1 的 RDSon。这会加到 R1 上并给系统引入增益误差。例如，BSS123 在 VGS = 4.5V 时具有高达 10 欧姆的相对较高 RDSon。对于 R1 = 10kOhm，有效最坏情况增益为：

$\frac{10 k\Omega + 10 \Omega}{10 k\Omega + 10 \Omega + 90 k\Omega} = \frac{10 k\Omega}{100 k\Omega} = 10.001$ 或 0.01%。对于大多数应用，这无关紧要，因为电阻容差或电阻温度系数等其他方面会影响系统误差数量级。此增益误差会随温度变化而变化，因为 RDSon 对温度敏感，通常变化本身比增益误差本身是更大的问题。

One way to mitigate is to choose large values for R1 and R2. Choosing R1=100kOhm and R2=900kOhm in this example will reduce both the gain error and the gain error temperature coefficient from the RDSon of Q1 by an order of magnitude. I recommend not to choose resistors larger than 1 MOhm without taking further consideration of opamp bias current, bias current temperatur drift etc, since those start to get relevant even for JFET input opamps when exceeding a couple of Megaohms.

请注意，MOSFET 的 RDSon 在 VGS=3.3V 时会更差，一些 MOSFET 在此电压下无法正常开启。选择适合你的逻辑电压和 RDSon（即增益误差要求）的 MOSFET。我经常从 BSS138 开始，因为我库存很多，在大多数实际条件下它往往具有小于 1 欧姆的电阻。

此电路的另一个考虑因素是，如果运放反相输入端的电压超过 MOSFET 体二极管的 Vf，MOSFET 体二极管将导通（通常你应该在此处使用 0.7V，即使规定的体二极管电压稍高，以便有足够的余量）。实际上，这通常意味着在使用双极性电源和比 GND 更负的信号时，不应在不修改的情况下使用此电路。