基于A(yíng)D8367的大動(dòng)態(tài)范圍AGC系統設計

摘要：介紹AD8367的特點(diǎn)及工作原理，在此基礎上討論通過(guò)兩級AD8367串連構造具有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(xiàn)。
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(wú)線(xiàn)通信系統由于受發(fā)射功率、收發(fā)距離、電波傳播衰落等因素影響，接收機所接收到的信號強弱變化范圍很大，接收信號強度的變化范圍達幾十dB甚至超過(guò)100 dB。如果接收機增益不變，則信號太強時(shí)，造成接收機的飽和或阻塞，甚至損壞接收機；而信號太弱時(shí)，載噪比太低導致無(wú)法正常接收。反饋控制是現代系統工程中的一種重要技術(shù)手段。系統受到擾動(dòng)時(shí)，通過(guò)反饋控制作用，可使系統的某個(gè)參數達到所需精度或按照一定的規律變化。自動(dòng)增益控制AGC(Autt)Gain Control)電路是為解決輸出信號不穩定、受外部信號的強弱變化影響而設計的。中頻AGC主要用于接收機的解調模擬前端，影響接收機的解調性能，是接收機等通信設備的重要組成部分。

1 AD8367簡(jiǎn)介
AD8367型可變增益單端IF放大器使用x-AMP結構，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)現單片閉環(huán)AGC。該器件帶有可控制線(xiàn)性增益的高性能45 dB可變增益放大器，并可在任意低頻到500 MHz的頻率范圍內穩定工作。
AD8367有以下主要特點(diǎn)：?jiǎn)味溯斎?，輸出；輸入阻抗?00 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；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)現單片AGC應用；增益控制特性以dB成線(xiàn)性；可通過(guò)外部電容將工作頻率擴展到任意低頻。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 )和高斯內插器。電阻網(wǎng)絡(luò )由9級每級衰減量為5 dB的衰減網(wǎng)絡(luò )組成，每級梯形網(wǎng)絡(luò )對輸入信號加以固定分貝數(5 dB的整數倍)的衰減，由高斯內插器選擇衰減因子。增益控制電壓決定內插器所選擇的具體衰減網(wǎng)絡(luò )，例如當選擇第l級時(shí)，0 dB衰減節點(diǎn)有效；當選擇最后一級時(shí)，-45 dB衰減節點(diǎn)有效。當衰減量不是5 dB的整數倍時(shí)，在控制電壓的作用下，相鄰兩個(gè)衰減節點(diǎn)同時(shí)導通，通過(guò)離散節點(diǎn)衰減的加權平均值來(lái)獲得與控制電壓相對應的衰減量。通過(guò)這種方式可獲得平滑、單調的衰減特性，并以dB為單位線(xiàn)性變化。
AD8367有GAIN UP和GAIN DOWN 2種工作模式。模式選擇通過(guò)MODE引腳的外加邏輯電平控制。當接高電平時(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。當增益范圍從-2．5 dB變到42．5 dB時(shí)，控制電壓相應的從50mV變到950 mV。當MODE接地時(shí)，增益隨電壓遞減，其計算公式為：

該工作模式在A(yíng)GC應用中是需要的。當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(xiàn)性誤差，而在400 MHz時(shí)可提供優(yōu)于±l dB的線(xiàn)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增益帶寬積的運算放大器，因此，當其工作在高頻時(shí)，仍具有良好的線(xiàn)性度。