VGA芯片AD8367原理及應(yīng)用

????????1　主要特點(diǎn)

　　AD8367是AD公司推出的一款可變增益單端IF放大器，它使用AD公司先進(jìn)的X-AMP結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的增益控制特性。由于在片上集成了律方根檢波器，因此，它也是全球首枚可以實(shí)現(xiàn)單片閉環(huán)AGC的VGA的芯片。該芯片帶有可控制線性增益的高性能45dB可變增益放大器，并可以在任意低頻到500MHz的頻率范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。

　　AD8367具有以下主要特點(diǎn)：

　　●單端輸入、單端輸出;

　　●輸入阻抗為200Ω、輸出阻抗為50Ω;

　　●3dB帶寬為500MHz;

　　●輸入端為零電平時，輸出端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;

　　●片上集成了律方根檢波器，可以實(shí)現(xiàn)單片AGC應(yīng)用;

　　●增益控制特性以dB成線性;

　　●可以通過外部電容將工作頻率擴(kuò)展到任意低頻。

　　2　工作原理

　　AD8367的功能框圖如圖1所示，該芯片主要由可變衰減器、固定增益放大器和律方根檢波器組成。它的輸入級是總衰減量為45dB的可變衰減器，其中包含一個200Ω單端梯形電阻網(wǎng)絡(luò)和一個高斯內(nèi)插器。該電阻網(wǎng)絡(luò)由每級衰減量為5dB的9級衰減網(wǎng)絡(luò)組成，并可由高斯內(nèi)插器選擇衰減因子，每級梯形網(wǎng)絡(luò)以固定的分貝數(shù)衰減輸入信號。當(dāng)衰減量不是5dB的整數(shù)倍時，在控制電壓的作用下，相鄰兩個衰減節(jié)點(diǎn)均會導(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應(yīng)的衰減量，并以這種方式獲得平滑、單調(diào)的衰減特性。它在大于40dB的增益控制范圍內(nèi)，工作頻率為200MHz時，可提供優(yōu)于±0.5dB的線性誤差，而在400MHz時可提供優(yōu)于±1dB的線性誤差。

　　緊跟衰減器的是固定增益放大器，該放大器主要用于保證AD8367具有42.5dB的增益和500MHz的帶寬，它實(shí)際上是一個具有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，仍具有良好的線性度。

　　AD8367在輸出端集成了一個律方根檢波器，可檢測輸出信號電平并與內(nèi)部設(shè)置的354mVrms電平(對應(yīng)于1Vp-p的正弦波)相比較。當(dāng)輸出電平超過內(nèi)部設(shè)置電平時,將產(chǎn)生一個差值電流。用接在DETO腳和地之間的外部電容CAGC(包括5pF的內(nèi)建電容)對該電流進(jìn)行積分可產(chǎn)生與接收信號強(qiáng)度成比例的RSSI電壓，這樣，在AGC應(yīng)用時，該電壓可以用作AGC控制電壓。

　　AD8367最適合工作在200Ω阻抗系統(tǒng)，并可通過電阻或電抗無源網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)與其它通用阻抗系統(tǒng)(從射頻系統(tǒng)的50Ω到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的1kΩ)的轉(zhuǎn)換。一般情況下，轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)選擇取決于特殊的系統(tǒng)要求，如帶寬、回?fù)p、噪聲系數(shù)和絕對增益范圍等。

　　AD8367內(nèi)含無源可變衰減器和固定增益放大器，其電路噪聲和失真性能均是增益和控制電壓的函數(shù)，且輸入折合噪聲隨衰減量成比例增加。電路在最大增益時具有最小為7.5 dB的噪聲系數(shù)，增益每降低1dB，噪聲系數(shù)增加1dB。在接收系統(tǒng)中，如果接收到的信號很弱，則會有最大增益和最小噪聲系數(shù);而當(dāng)接收到的信號電平較高時，系統(tǒng)將具有較低的增益和較大的噪聲系數(shù)。因此，電路噪聲系數(shù)隨增益的變化不會對系統(tǒng)造成明顯的影響。電路的失真性能與噪聲性能相類似。當(dāng)AD8367工作在200Ω源阻抗系統(tǒng)時，它的輸出級是一個低輸出阻抗電壓緩沖器，此時具有50Ω阻尼電阻，可以降低對負(fù)載電抗和寄生參數(shù)的敏感性。