AGC中頻放大器設(shè)計（上）

概述　　

　　FD05型AGC中頻放大器模塊是用于通訊設(shè)備的具有AGC(自動增益控制)功能的中波頻段小信號放大器，主要為散射凋制、解凋分系統(tǒng)配套。它可將微弱的中頻小信號通過外部可變的控制電壓放大為一個所需要的功率輸出，其中心頻率為70 MHz。

　　該產(chǎn)品的主要指標如下：

　　控制電壓：Vcon=0～3V

　　電源電流：Icc≤300 mA

　　輸出電壓：Vo=0.1～2V

　　輸出最大增益：KM≥60 dB

　　可控增益范圍：Avr≤55 dB

　　中心頻率：fo=68～72 MHz

　　頻帶寬度：BW=10～16 MHz

　　帶內(nèi)平坦度：Fm≤±2 dB

　　該產(chǎn)品的環(huán)境可靠性指標如下：

　　電源電壓范圍：+12V±5％（典型值+12V）

　　外殼工作溫度范圍：一40～+85℃

　　存儲溫度范圍：一55～+125℃

　　此外，該產(chǎn)品采用雙列直插模塊式，外型尺寸不大于(66.5×46.8×15mm，適用于SJ20668—98微電路模塊總規(guī)范，產(chǎn)品可以每四個一組保持相同的線性控制電壓。

　　設(shè)計方案的確定

　　根據(jù)模塊的功能要求及環(huán)境要求，設(shè)計時首先初步確定了電路模式，并繪制出電路原理圖，然后進一步分析原理框圖中所需的元器件，并借助EDA仿真來模擬分選元器件，以基本實現(xiàn)電路功能。

　　根據(jù)方案的設(shè)計，利用計算機平面化沒計制板，以厚膜工藝組裝，確定的主要工藝流程如圖1所示。



　　程序設(shè)計和電路原理

　　◇設(shè)計程序

　　首先可根據(jù)電路功能和該產(chǎn)品各工作部位的要求構(gòu)畫出原理框圖和工藝流程，然后細化每一功能所需的元器件和輔助元件，并降額冗余選擇，保證元器件質(zhì)量的可靠性。

　　◇電路工作原理　　

　　H-FD05模塊的內(nèi)部功能框圖如圖2所示。圖中中頻輸入信號經(jīng)隔離電容、匹配網(wǎng)絡(luò)放大后，由帶通濾波器濾除其它雜波，冉經(jīng)匹配放大，然后通過三級AGC電壓控制放大，最后經(jīng)末級放大隔離輸出(直流隔離)，使之達到60dB增益的中頻輸出?？紤]到噪聲和紋波的干擾，AGC控制電壓加了一級LC濾波網(wǎng)絡(luò)，各級之間均有隔離電容對直流進行隔離，三級AGC電壓放大均由PIN微波二極管整形緩沖，+12V電源加到模塊內(nèi)，各級均有濾波電容對供電電源進行凈化，三級AGC放大均備有微調(diào)電容以消除信號振蕩和調(diào)整線性增益。



　　◇方案的論證和評審　　

　　根據(jù)該電路的原理、依據(jù)和工藝，可由相關(guān)專家對電路原理的信號流程，每個元器件的規(guī)格型號，尺寸進行認真的分析，對一些有爭議的部位或元器件進行一定的修正。濾波器一般應(yīng)外接，以便于帶寬調(diào)整，使其電路比較完善，也便于后續(xù)工作的實施。

　　研制過程

　　◇元器件的選取　　

　　根據(jù)電路原理應(yīng)選擇可靠元器件，并在集成電路中選擇滿足需要的功能。N1、N2 前級放大選用高精射頻放大器，N3、N4和N5選用高穩(wěn)定度中頻放大集成電路，N6末級大放選用低溫度系數(shù)的表貼中頻功放，并要求使用溫度范同要寬，以滿足工作的可靠性。電阻均采用1％高精度厚膜電阻，功率電阻均勻分布，以保證高低溫及振動沖擊的穩(wěn)定性；PIN微波二極管選用耐壓高、特性一致、結(jié)電容小、全表貼型，并且配對使用；電容均采用高可靠的獨石電容，電源濾波電容采用高穩(wěn)定的X7R和超陶電容相結(jié)合，以加強濾波效果；調(diào)諧整形電容選用高穩(wěn)定度的 NP0片電容，保證寬溫下工作的低失真；電感選用高穩(wěn)定的微型表貼電感，以確保小尺寸下的低溫升和線性輸出。

　　◇結(jié)構(gòu)選擇　　

　　依據(jù)產(chǎn)品的小尺寸、輕重量、工作溫度范圍寬等要求，同時考慮到國產(chǎn)成熟的配套能力和單位為貫標生產(chǎn)線的現(xiàn)有標準結(jié)構(gòu)，該產(chǎn)品開始定為38線金屬殼焊封。由于輸出端子和外部調(diào)諧整形、測試端比較多，并且要求引出端有一定的忍性，故選用雙列排式引線結(jié)構(gòu)，電源、輸入、輸出端子分開排列，并增加了引出端子的接地屏蔽，使之達到用戶提出的要求。

　　◇改進　　

　　為提高產(chǎn)品特性，使之準確反應(yīng)放大器的功能，針對降低殼體尺寸和提高精度等要求，除考慮集成電路的應(yīng)用范圍外，還對此采取了相應(yīng)的轉(zhuǎn)換措施，重點解決表貼元器件的尺寸，使之殼體尺寸降為28線平行封焊，殼體尺寸從最大的66.5×46.8× 15mm降至41×28×6mm；另外還加強了PIN二極管的一致性配對(每塊三個，四塊一套共l2只)從而提高了產(chǎn)品的精度。