宽带可控增益放大器的设计.pdf

宽
带
可
控
增
益
宽带可控增益放大器的设计放
大
器
DesignofWideBandGainControlledAmplifier的
设
计
谈雪梅俞亚珍
TanXuemeiYuYazhen
(常州轻工职业技术学院，江苏常州213164)
(ChangzhouInstituteofLightIndustryTechnology,JiangsuChangzhou213164)

摘要：设计了一种基于模拟器件运算放大器实现的宽带可控增益放大器，该装置的信号放大由两片可控增益运算放大
器VCA822完成。放大器工作频带宽，最宽可至130MHZ以上，实现宽带放大；放大器噪声小，动态范围宽，采用MGC和AGC
电路实现增益的手动控制和自动控制，手动增益调节范围大于80dB，自动增益控制大于40dB。若为小信号状态，则控制调节
范围更宽。放大器输入输出阻抗均为50Ω，可方便和前后级电路匹配。
关键词：VCA822；可控增益；宽带放大器；MGC；AGC
中图分类号：TN722.3文献标识码：B文章编号：1671-4792-(2009)3-0195-03
Abstract:Basedonanalogdevicesoperationalamplifier,achievethewidebandgain-controlledamplifier.It
isThesignalamplificationiscompletedbythetwoop-ampgainVCA822,andbandwidthismorethan
130MHZ.lownoise,widedynamicrange.TheuseofMGC(manualgaincontrol)andAGC(automatic
gaincontrol)circuit,andmanualgainrangearegreaterthan80dB,automaticgaincontrolisgreaterthan
40dB.Ifthesignalforthesmallstate,thecontrolrangeiswider.Theinputandoutputimpedanceis50Ω,
andcaneasilymatchesthecircuitbeforeandafter.
Keywords:VCA822；Gain-controlled;BroadbandAmplifier；MGC；AGC

0引言
在通信和电子设备中,常采用放大器实现信号的放大，
要求其线性好，具有足够的增益来抑制后级电路的噪声对系
统的影响，并且增益最好可调[1]。当输入信号大范围变化时，
能自动控制增益，输出稳定的信号。另外为了达到功率最大
传输，输入、输出阻抗应该分别与信号源、负载阻抗匹配。综
合考虑以上几个方面，文中提出了实现方案、具体电路，用最
少的器件、最简的电路来实现功能，最后给出测试结果。
1系统电路
图一系统组成框图
1.1系统组成
宽带可控增益放大器系统组成如图一所示，主要包括高dB(100V/V)的范围内设置最大增益。通过对外部提供的增
频信号放大、AGC电压放大、检波、MGC电压、电源电路等。益电压进行动态调整，增益调节范围远大于40dB,放大倍数
1.2高频信号放大电路和控制电压间呈线性关系。两级放大器增益调节范围可大于
高频信号放大电路主要由VCA822组成，电路如图二所80dB，增益准确度高。输出电流达±160mA，输入噪声低，能
示。VCA822[2]的大信号工作带宽有137MHZ，压摆率够满足设计需求。
1700V/μs，其独特架构能够提供高度灵活的带宽、增益与模为达到器件最佳工作性能，电源采用±5V双电源供电。
拟输入电压组合，利用外置电阻器可在0dB(1V/V)至40双电源分别加2.2uF电解电容滤波，在±5V间加0.1uF电容

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科技广场2009.3

滤波。为满足总放大增益大于40dB要求，单级放大倍数利用二极管、电阻、电容构成检波电路。放大输出信号直
Avmax选择大于10；在1.33KΩ～845Ω范围，选择合适的接加到检波电路，通过对电容充电、电阻放电，得到输出直流
电阻RF；根据Avmax=2RF/RG，选择RG，对应范围为电压。在输入信号幅度比较大时，输入电压峰-峰值和输出
1.33KΩ～16.9Ω。图二中，R4对应为RG，R7对应为RF，调电压之间成线性关系，可对整个频段信号进行检波，检波效
节增益电压VT。率较高，输出电压平坦，一致性较好。但必须保证放大输出信
由于该器件IRGmax=2.6mA，VINmax（Vp-p）=2×RG×号大，谐波成份小，无自激等，不然会影响检波准确性。
IRGmax，因而RG决定了该器件的输入信号的动态范围。这
和放大倍数是一对矛盾，必须根据