基于AD8367的大動(dòng)態(tài)范圍AGC系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：介紹AD8367的特點(diǎn)及工作原理，在此基礎(chǔ)上討論通過兩級(jí)AD8367串連構(gòu)造具有70 dB動(dòng)態(tài)范圍的70 MHz中頻大動(dòng)態(tài)自動(dòng)增益控制AGC的方法，并給出AGC檢波特性曲線。
關(guān)鍵詞：大動(dòng)態(tài)范圍；中頻放大器；閉環(huán)控制；自動(dòng)增益控制(AGC)

無線通信系統(tǒng)由于受發(fā)射功率、收發(fā)距離、電波傳播衰落等因素影響，接收機(jī)所接收到的信號(hào)強(qiáng)弱變化范圍很大，接收信號(hào)強(qiáng)度的變化范圍達(dá)幾十dB甚至超過100 dB。如果接收機(jī)增益不變，則信號(hào)太強(qiáng)時(shí)，造成接收機(jī)的飽和或阻塞，甚至損壞接收機(jī)；而信號(hào)太弱時(shí)，載噪比太低導(dǎo)致無法正常接收。反饋控制是現(xiàn)代系統(tǒng)工程中的一種重要技術(shù)手段。系統(tǒng)受到擾動(dòng)時(shí)，通過反饋控制作用，可使系統(tǒng)的某個(gè)參數(shù)達(dá)到所需精度或按照一定的規(guī)律變化。自動(dòng)增益控制AGC(Autt)Gain Control)電路是為解決輸出信號(hào)不穩(wěn)定、受外部信號(hào)的強(qiáng)弱變化影響而設(shè)計(jì)的。中頻AGC主要用于接收機(jī)的解調(diào)模擬前端，影響接收機(jī)的解調(diào)性能，是接收機(jī)等通信設(shè)備的重要組成部分。

1 AD8367簡介
AD8367型可變?cè)鲆鎲味薎F放大器使用x-AMP結(jié)構(gòu)，具有良好的增益控制特性。由于片上集成有律方根檢波器，可實(shí)現(xiàn)單片閉環(huán)AGC。該器件帶有可控制線性增益的高性能45 dB可變?cè)鲆娣糯笃?，并可在任意低頻到500 MHz的頻率范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。
AD8367有以下主要特點(diǎn)：單端輸入，輸出；輸入阻抗為200 Ω，輸出阻抗50 Ω；3 dB帶寬為500 MHz；輸入端零電平時(shí)，輸出電平為電源電壓的一半，且可調(diào)；具有增益控制特性選擇和功耗關(guān)斷控制功能；片上集成有律方根檢波器，實(shí)現(xiàn)單片AGC應(yīng)用；增益控制特性以dB成線性；可通過外部電容將工作頻率擴(kuò)展到任意低頻。圖l為AD8367的功能框圖。

該器件主要由可變衰減器、固定增益放大器和平方律檢波器組成。輸入端可變衰減器的衰減量為45 dB，其中包含了200 Ω的單端梯形電阻網(wǎng)絡(luò)和高斯內(nèi)插器。電阻網(wǎng)絡(luò)由9級(jí)每級(jí)衰減量為5 dB的衰減網(wǎng)絡(luò)組成，每級(jí)梯形網(wǎng)絡(luò)對(duì)輸入信號(hào)加以固定分貝數(shù)(5 dB的整數(shù)倍)的衰減，由高斯內(nèi)插器選擇衰減因子。增益控制電壓決定內(nèi)插器所選擇的具體衰減網(wǎng)絡(luò)，例如當(dāng)選擇第l級(jí)時(shí)，0 dB衰減節(jié)點(diǎn)有效；當(dāng)選擇最后一級(jí)時(shí)，-45 dB衰減節(jié)點(diǎn)有效。當(dāng)衰減量不是5 dB的整數(shù)倍時(shí)，在控制電壓的作用下，相鄰兩個(gè)衰減節(jié)點(diǎn)同時(shí)導(dǎo)通，通過離散節(jié)點(diǎn)衰減的加權(quán)平均值來獲得與控制電壓相對(duì)應(yīng)的衰減量。通過這種方式可獲得平滑、單調(diào)的衰減特性，并以dB為單位線性變化。
AD8367有GAIN UP和GAIN DOWN 2種工作模式。模式選擇通過MODE引腳的外加邏輯電平控制。當(dāng)接高電平時(shí)，其增益隨控制電壓的增加而遞增

式中，VGAN的單位為V，其變化單位為50 dB／V(20 mV／dB)。同時(shí)因VGAN的最小值為0 V，所以增益的最小值為-5 dB。當(dāng)增益范圍從-2．5 dB變到42．5 dB時(shí)，控制電壓相應(yīng)的從50mV變到950 mV。當(dāng)MODE接地時(shí)，增益隨電壓遞減，其計(jì)算公式為：

該工作模式在AGC應(yīng)用中是需要的。當(dāng)AD8367的增益大于40 dB的控制范圍，工作頻率為200 MHz時(shí)，可提供優(yōu)于±0．5 dB的線性誤差，而在400 MHz時(shí)可提供優(yōu)于±l dB的線性誤差。固定增益放大器用于保證AD8367具有42．5 dB的增益和500 MHz的帶寬。它實(shí)際上是1個(gè)具有100 GHz增益帶寬積的運(yùn)算放大器，因此，當(dāng)其工作在高頻時(shí)，仍具有良好的線性度。