Для сбора данных, преобразования сигналов сенсоров и прочих приложений, где входной сигнал изменяется в широком диапазоне, требуется использовать усилители с программируемым коэффициентом усиления. Традиционные усилители с программируемым коэффициентом усиления используют переключатели в цепи обратной связи для подключения резисторов к инвертирующему входу, однако сопротивление переключателя ухудшает шумовые характеристики усилителя, добавляя значительную емкость к инвертирующему входу и внося нелинейную ошибку в коэффициент усиления. Дополнительный шум и емкость особенно неприятны в работе усилителей с низким уровнем шума, а нелинейная ошибка в коэффициенте усиления становится проблемой в высокоточных и прецизионных приложениях.

Рисунок 1. Использование ADA4896-2 и ADG633 для построения усилителя с программируемым коэффициентом усиления, низким уровнем шума и высокой нагрузочной способностью

Заметим, что смещение создается входным током смещения выходного буфера, следующего за нелинейным сопротивлением переключателя S2. Данное смещение компенсируется добавлением неиспользуемого переключателя (S3B) в цепь обратной связи выходного буфера.

Кроме того, ток смещения входного усилителя вызывает смещение, зависимое от коэффициента усиления. Т. к. входной усилитель и выходной буфер расположены на одном кристалле, то может использоваться относительное согласование их токов смещения для нейтрализации в различиях смещения. Установка резистора, значение которого равно разнице между R_F2 и R_F1, последовательно переключателю S2A дает в результате более постоянное значение напряжения смещения.

Следующие выражения показывают, что в точке V1 усиление сигнала происходит без ошибки усиления. R_S – сопротивление переключателя. Напряжение в точке V2 может быть вычислено аналогично.

                                             (1)

                                            (2)

Подставляя выражение 1 в выражение 2, получаем следующее.

                                                       (3)

Заметим, что если V₀₁ дает в результате усиление сигнала без ошибки усиления, то и буферизированный выход V₀₂ также не будет содержать ошибок усиления. На рисунке 2 изображена нормированная АЧХ схемы в точке V₀₂.

Рисунок 2. Нормированная АЧХ отношения V₀₂/V_IN