AGC中頻放大器設計（上）

概述　　

　　FD05型AGC中頻放大器模塊是用于通訊設備的具有AGC(自動(dòng)增益控制)功能的中波頻段小信號放大器，主要為散射凋制、解凋分系統配套。它可將微弱的中頻小信號通過(guò)外部可變的控制電壓放大為一個(gè)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微電路模塊總規范，產(chǎn)品可以每四個(gè)一組保持相同的線(xiàn)性控制電壓。

　　設計方案的確定

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

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



　　程序設計和電路原理

　　◇設計程序

　　首先可根據電路功能和該產(chǎn)品各工作部位的要求構畫(huà)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(guò)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(jìn)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，各級均有濾波電容對供電電源進(jìn)行凈化，三級AGC放大均備有微調電容以消除信號振蕩和調整線(xiàn)性增益。



　　◇方案的論證和評審　　

　　根據該電路的原理、依據和工藝，可由相關(guān)專(zhuān)家對電路原理的信號流程，每個(gè)元器件的規格型號，尺寸進(jìn)行認真的分析，對一些有爭議的部位或元器件進(jìn)行一定的修正。濾波器一般應外接，以便于帶寬調整，使其電路比較完善，也便于后續工作的實(shí)施。

　　研制過(guò)程

　　◇元器件的選取　　

　　根據電路原理應選擇可靠元器件，并在集成電路中選擇滿(mǎn)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選用高穩定度中頻放大集成電路，N6末級大放選用低溫度系數的表貼中頻功放，并要求使用溫度范同要寬，以滿(mǎn)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(dòng)沖擊的穩定性；PIN微波二極管選用耐壓高、特性一致、結電容小、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定的X7R和超陶電容相結合，以加強濾波效果；調諧整形電容選用高穩定度的 NP0片電容，保證寬溫下工作的低失真；電感選用高穩定的微型表貼電感，以確保小尺寸下的低溫升和線(xiàn)性輸出。

　　◇結構選擇　　

　　依據產(chǎn)品的小尺寸、輕重量、工作溫度范圍寬等要求，同時(shí)考慮到國產(chǎn)成熟的配套能力和單位為貫標生產(chǎn)線(xiàn)的現有標準結構，該產(chǎn)品開(kāi)始定為38線(xiàn)金屬殼焊封。由于輸出端子和外部調諧整形、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(xiàn)結構，電源、輸入、輸出端子分開(kāi)排列，并增加了引出端子的接地屏蔽，使之達到用戶(hù)提出的要求。

　　◇改進(jìn)　　

　　為提高產(chǎn)品特性，使之準確反應放大器的功能，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用范圍外，還對此采取了相應的轉換措施，重點(diǎn)解決表貼元器件的尺寸，使之殼體尺寸降為28線(xiàn)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(gè)，四塊一套共l2只)從而提高了產(chǎn)品的精度。