Регулировка усиления используется для изменения уровня выходного сигнала при постоянном входном сигнале или поддержании неизменным уровня выходного сигнала при изменении входного; для поддержания усиления устройства неизменным при замене усилительных элементов, их старении, изменении питающего напряжения и т. п.; предохранения устройства от перегрузки при чрезмерном повышении уровня входного сигнала.

Регулировка усиления (громкости) может быть плавной и ступенчатой (дискретной). Раньше чаще всего встречалась плавная регулировка. В современных регуляторах (цифровые регуляторы громкости) применяется ступенчатая регулировка. Чем выше разрядность ЦАП, тем больше число ступеней, тем плавнее изменяется громкость (усиление). Ступенчатая регулировка применяется при дистанционном управлении, а также в высококачественных усилителях.

Глубиной регулировки или полным затуханием регулятора усиления называют отношение коэффициентов усиления устройства в двух крайних рабочих положениях регулятора усиления и выражают обычно в децибелах или неперах:

D_p = K_max / K_min

D_p[дБ] = 20lg D_p

Для предотвращения перегрузки усилительных элементов при увеличении амплитуды входного сигнала регулятор усиления вводят чаще всего во входную цепь или в первые каскады усилителя.

Основными и наиболее распространенными способами регулировки усиления являются: потенциометрическая регулировка, регулировка изменением точки покоя, регулировка обратной связью.

Потенциометрическая регулировка

Простейший потенциометрический регулятор усиления показан на рис. 1. Такой регулятор вводится во входную или межкаскадную цепь усилительного устройства.

Рис. 1 - Простейший потенциометрический регулятор усиления

Достоинством плавной потенциометрической регулировки усиления являются её простота и возможность получения довольно большой глубины регулировки; к её недостаткам относятся изменение частотной и переходной характеристик устройства при изменении положения рукоятки регулятора вследствие непостоянства контактного сопротивления ползунка.

Необходимую плавность изменения регулировки получают обычно, применяя в регуляторах переменные резисторы группы В (рис. 2). При этом входное сопротивление следующего за регулятором каскада должно быть больше сопротивления резика.

Рис. 2 - Зависимость введенного в цепь сопротивления от угла поворота рукоятки для переменных резисторов типа А, Б, В

Регулировка изменением положения точки покоя

Усиление устройства можно изменять, меняя напряжение смещения во входной цепи одного из усилительных элементов. При этом будет изменяться положение точки покоя на характеристике усилительного элемента и крутизна характеристики выходного тока в точке покоя, а следовательно, и коэффициент усиления каскада. Такая регулировка называется также регулировка усиления изменением режима (рис. 3).

Рис. 3 - Регулировка усиления изменением режима транзистора

Принцип действия такой регулировки основан на том, что при введении в цепь эмиттера сопротивления R_p точка покоя опускается, что уменьшает крутизну характеристики коллекторного тока, а следовательно, снижает и усиление каскада. Однако этот способ не позволяет получить глубокую регулировку усиления, так как при чрезмерном снижении точки покоя она попадает на резкий изгиб характеристики, что вызывает сильное увеличение вносимых каскадом нелинейных искажений и неравномерность изменения усиления.

Чтобы регулировка изменением режима не увеличивала вносимые устройством нелинейные искажения, её вводят в каскады с малым уровнем входного сигнала.

Достоинством такой регулировки является очень малое изменение частотных и переходных характеристик устройства при изменении усиления, отсутствие дополнительных шумов при движении ползунка регулятора.

Регулировка обратной связью

Регулировка усиления отрицательной обратной связью показана на рис. 4.

Рис. 4 - Регулировка усиления обратной связью

При увеличении введенного в эмиттер сопротивления резистора R_p увеличивается вносимая в каскад этим резистором отрицательная обратная связь и усиление каскада падает. Напряжение смещения входной цепи при этом практически не меняется, а поэтому положение точки покоя остается неизменным и такая регулировка не увеличивает, а уменьшает вносимые каскадом нелинейные искажения. По этой причине регулировка усиления обратной связью пригодна для каскадов как с малой, так и с большой амплитудой сигнала.

Недостатком такой регулировки является возможность появления сильного подъема частотной характеристики каскада на очень высоких частотах или большого выброса фронта в импульсных усилителях при большой глубине регулировки усиления.

При переключении нижнего конца резика R_б2 с верхнего конца R_p на общий провод усиление регулируется как обратной связью, так и смещением.

На рис. 5 показана схема регулировки обратной связью на ОУ

Рис. 5 - Схема включения регулятора усиления в цепь ООС ОУ

Сопротивление резика R2 выбирается в 8 раз больше сопротивления резика R1, при этом максимальный коэффициент передачи такого регулятора равен 8.