基于AD8367压控增益放大系统设计方案分享

发表于 2018-05-16 11:05:37 收藏 已收藏
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基于AD8367压控增益放大系统设计方案分享

发表于 2018-05-16 11:05:37

  AD8367特性参数

  广泛模拟变量获得:−2.5+42.5dB数据库

  3dB截止频率为500mhz。

  增加和减少模式。

  Linear-in-dB20mV/dB扩展

  电阻接地参考输入

  名义寻=200Ω

  片上,平方律检测器

  单电源操作:2.7V至5.5V。

  AD8367原理框图

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  AD8367的功能框图如图1所示,该芯片主要由可变衰减器、固定增益放大器和律方根检波器组成。它的输入级是总衰减量为45dB的可变衰减器,其中包含一个200Ω单端梯形电阻网络和一个高斯内插器。该电阻网络由每级衰减量为5dB的9级衰减网络组成,并可由高斯内插器选择衰减因子,每级梯形网络以固定的分贝数衰减输入信号。当衰减量不是5dB的整数倍时,在控制电压的作用下,相邻两个衰减节点均会导通,通过离散节点衰减的加权平均值来获得与控制电压相对应的衰减量,并以这种方式获得平滑、单调的衰减特性。它在大于40dB的增益控制范围内,工作频率为200MHz时,可提供优于±0.5dB的线性误差,而在400MHz时可提供优于±1dB的线性误差。

  紧跟衰减器的是固定增益放大器,该放大器主要用于保证AD8367具有42.5dB的增益和500MHz的带宽,它实际上是一个具有100 GHz增益带宽积的运算放大器,因此,当其工作在高频时,仍具有良好的线性度。

  AD8367压控增益放大系统设计

  阻抗匹配

  AD8367的输入输出特征阻抗均为200欧姆。而要在特征阻抗为50的系统中使用AD8367,必须在输入输出端区加阻抗匹配网络。一般的接收机中频带宽都比较窄,采用纯感抗和容抗元件最好,这种匹配网络的特点是插入损耗小且驻波小,但是只能针对某一特定频率做窄带匹配。图3为140MHz时的输入输出阻抗匹配图。70MHz和10MHz时的匹配网络元件值如图4。

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  同时,两个AD867级联在起。中间最好加阻抗平衡网络。

  这个网络会带来3Db的衰减,通常用图5的50欧姆平衡网络。

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  控制电压范围

  需要注意的是,除了加去耦电容电感,阻抗匹配外,AD8367的增益控制电压范围是从0~1V,一种方便的方法是采用数字电位器,在其使能端加上拉电阻,控制电压输出在0~1V。另外,为了保护放大器,在电压控制端加三极管控制,用该三极管构成一个过载保护电路,使5弓|脚GAIN电压的输入最大不会超出1V,以增强电路稳定性。

  图6为两级放大器级联的电路示意图。

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  增益控制调整

  若需要的信号增益波动范围在40db内,如40~80db,则只用一级电压控制增益即可。另一个固定增益为40db。这是因为,放大器的三阶交调失真点是固定的,信号幅度越大,则失真的可能性就越大,因此把40db的固定放大器放在后面。前一个作为电压控制增益放大器。

  假如接收机输出的信号幅度要求有确定范围,比如在35dbm~4dbm范围内波动。则可以据此确定中频放大的增益范围,实验中设定为40~80db。再由接收的信号电平大小确定增益的转变。下面是实测得到的数据:

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  线性特性与失真

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  图7为增益下降模式时,频率为70MHz的信号的波形图。(a)为输入信号图,(b)为VGAIN=0.5V时一级输出的信号图,(c)为增益最大时一级放大后的信号图。(d)为二级放大后的信号图。

  由图可看出,VGAIN=0.5V时,一级放大约20倍,VGAIN=0V时,一级放大约40倍,表明增益具有良好的线性度,而二级放大图均一样,说明已达到放大器的饱和点。

  我们用接收仪测得的数值如下:输入-67dBm,-57dBm,-43dBm时,在同样的控制电压VGAN=0V的情况下,一级输出为-31dBm,-19dBm,-5dBm,二级输出为5dBm,7dBm,7dBm。一级增益分别36dBm,38dBm,38dBm,表明有放大系统的线性特性很好。而二级输出基本相同,在7dBm附近,说明7dBm是放大器的输出饱和点。

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