在电子电路设计领域，变增益电路是一个重要的研究方向，特别是八档位可变 / 可编程增益同相比例运放电路，其设计和应用具有独特的价值。本文将详细介绍如何使用 CD4051 实现变增益电路，分别探讨并联设计和串联设计两种方法，以及它们各自的特点、适用场景和需要注意的问题。
　　CD4051 是一个单刀八掷的开关，其左边的 Z 为公共端的 “单刀”，右边 Y0 到 Y7 是 “八掷”，通过 A0、A1、A2 三位来选择这八个档位。基于 CD4051 的变增益电路实现原理一致，但在细节处理上有并联设计和串联设计两种方式。
　　　　并联设计
　　当选中一个增益档位时，这是一个可变增益的同相比例放大电路。其原理是将多组反馈环并联起来，利用 4051 从其中选择一路。关键在于把 4051 的开关位置放在运放反相端和反馈环两个电阻之间。由于运放的虚断特性，4051 的开关内阻 RK 上没有电流，不影响反馈，所以电路的增益和普通的同相比例放大一样，只和 RF 和 RG 电阻有关。
　　　　然而，这种设计存在一些缺点。电阻全部并联在运放输出端（即右边图中的 RP），增加了运放的驱动压力和功耗。在选择电阻时，要注意取值范围，让全部并联后的总电阻大一点。此外，同相端的一个平衡电阻无法适配所有档位不同的电阻组合，若运放的偏置电流较大，可能造成显著的不利影响。虽然可以在同相端也加一个 CD4501 调整平衡电阻，但会使电路显得 “笨重”。另外，CD4051 切换开关时运放的输出是不稳定的，如果用 ADC 采集输出电压，则要跳过或抛弃这部分时间的采样。
　　串联设计
　　串联设计中，4051 的用法和并联设计相同，都是放在运放反向端和电阻之间，但所有增益档位电阻是串联在一起的，更加精简。
　　　其优点是所需电阻总数少一些，且电阻被所有档位复用，或许一致性更好，而且总的串联电阻不变，运放的驱动压力也小。这相当于用一个电位器线性调节运放的增益，4051 是电位器的中间触点。如果想用 4051 实现一个可编程电位器做可调分压，设计上和这个应该类似。
　　不过，串联设计也有缺点。所有增益档位都耦合在一起，调整电阻时牵一发而动全身，想在所有档位都取得理想的增益，电阻的选择需要更费心的考虑，比如列一个八元方程组。同样，虽然总的串联电阻不变，但不同档位上 RF 和 RG 的并联电阻还是不同的，无法用一个平衡电阻处理。