基于AD8367压控增益放大系统设计方案分享

　　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

　　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。

　　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。

　　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。

　　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：

　　线性特性与失真

　　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。