基于AD8367壓控增益放大系統(tǒng)設(shè)計方案分享

　　AD8367特性參數(shù)

　　廣泛模擬變量獲得：?2.5+42.5dB數(shù)據(jù)庫

　　3dB截止頻率為500mhz。

　　增加和減少模式。

　　Linear-in-dB20mV/dB擴展

　　電阻接地參考輸入

　　名義尋=200Ω

　　片上，平方律檢測器

　　單電源操作：2.7V至5.5V。

　　AD8367原理框圖

　　AD8367的功能框圖如圖1所示，該芯片主要由可變衰減器、固定增益放大器和律方根檢波器組成。它的輸入級是總衰減量為45dB的可變衰減器，其中包含一個200Ω單端梯形電阻網(wǎng)絡(luò)和一個高斯內(nèi)插器。該電阻網(wǎng)絡(luò)由每級衰減量為5dB的9級衰減網(wǎng)絡(luò)組成，并可由高斯內(nèi)插器選擇衰減因子，每級梯形網(wǎng)絡(luò)以固定的分貝數(shù)衰減輸入信號。當衰減量不是5dB的整數(shù)倍時，在控制電壓的作用下，相鄰兩個衰減節(jié)點均會導(dǎo)通，通過離散節(jié)點衰減的加權(quán)平均值來獲得與控制電壓相對應(yīng)的衰減量，并以這種方式獲得平滑、單調(diào)的衰減特性。它在大于40dB的增益控制范圍內(nèi)，工作頻率為200MHz時，可提供優(yōu)于±0.5dB的線性誤差，而在400MHz時可提供優(yōu)于±1dB的線性誤差。

　　緊跟衰減器的是固定增益放大器，該放大器主要用于保證AD8367具有42.5dB的增益和500MHz的帶寬，它實際上是一個具有100 GHz增益帶寬積的運算放大器，因此，當其工作在高頻時，仍具有良好的線性度。

　　AD8367壓控增益放大系統(tǒng)設(shè)計

　　阻抗匹配

　　AD8367的輸入輸出特征阻抗均為200歐姆。而要在特征阻抗為50的系統(tǒng)中使用AD8367，必須在輸入輸出端區(qū)加阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。一般的接收機中頻帶寬都比較窄，采用純感抗和容抗元件最好，這種匹配網(wǎng)絡(luò)的特點是插入損耗小且駐波小，但是只能針對某一特定頻率做窄帶匹配。圖3為140MHz時的輸入輸出阻抗匹配圖。70MHz和10MHz時的匹配網(wǎng)絡(luò)元件值如圖4。

　　同時，兩個AD867級聯(lián)在起。中間最好加阻抗平衡網(wǎng)絡(luò)。

　　這個網(wǎng)絡(luò)會帶來3Db的衰減，通常用圖5的50歐姆平衡網(wǎng)絡(luò)。

　　控制電壓范圍

　　需要注意的是，除了加去耦電容電感，阻抗匹配外，AD8367的增益控制電壓范圍是從0~1V，一種方便的方法是采用數(shù)字電位器，在其使能端加上拉電阻，控制電壓輸出在0~1V。另外，為了保護放大器，在電壓控制端加三極管控制，用該三極管構(gòu)成一個過載保護電路，使5弓|腳GAIN電壓的輸入最大不會超出1V，以增強電路穩(wěn)定性。

　　圖6為兩級放大器級聯(lián)的電路示意圖。

　　增益控制調(diào)整

　　若需要的信號增益波動范圍在40db內(nèi)，如40~80db，則只用一級電壓控制增益即可。另一個固定增益為40db。這是因為，放大器的三階交調(diào)失真點是固定的，信號幅度越大，則失真的可能性就越大，因此把40db的固定放大器放在后面。前一個作為電壓控制增益放大器。

　　假如接收機輸出的信號幅度要求有確定范圍，比如在35dbm~4dbm范圍內(nèi)波動。則可以據(jù)此確定中頻放大的增益范圍，實驗中設(shè)定為40~80db。再由接收的信號電平大小確定增益的轉(zhuǎn)變。下面是實測得到的數(shù)據(jù)：

　　線性特性與失真

　　圖7為增益下降模式時，頻率為70MHz的信號的波形圖。（a）為輸入信號圖，（b）為VGAIN=0.5V時一級輸出的信號圖，（c）為增益最大時一級放大后的信號圖。（d）為二級放大后的信號圖。

　　由圖可看出，VGAIN=0.5V時，一級放大約20倍，VGAIN=0V時，一級放大約40倍，表明增益具有良好的線性度，而二級放大圖均一樣，說明已達到放大器的飽和點。

　　我們用接收儀測得的數(shù)值如下：輸入-67dBm，-57dBm，-43dBm時，在同樣的控制電壓VGAN=0V的情況下，一級輸出為-31dBm，-19dBm，-5dBm，二級輸出為5dBm，7dBm，7dBm。一級增益分別36dBm，38dBm，38dBm，表明有放大系統(tǒng)的線性特性很好。而二級輸出基本相同，在7dBm附近，說明7dBm是放大器的輸出飽和點。