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亚德诺半导体ADI可变增益放大器AD603用法,备战2023电赛,电赛必备模块设计,2022电赛,2023电赛,自动增益控制电路AGC电路, VCA810 2023电赛必备:可变增益放大器电路VCA电路,自动增益控制电路AGC电路,备战2023电赛,电赛必备模块设计,AD603 VCA810 VCA820 备战2023电赛,电赛必备模块设计 可变增益放大器电路VCA电路 自动增益控制电路AGC电路 德州仪器TI:VCA810 VCA820 VCA821 VCA822 VCA824 THS7001 ADI:AD603 AD8336 AD8367 LINEAR:LT1251 LT1256 自动增益控制电路 AGC电路 Automatic Gain Control – AGC Circuit自动增益控制电路的目的是实现对于信号幅度变化较大的检测对象的放大增益控制,譬如音频设计中,为了保证喇叭输出合适音量的声音(电视机换台或者收音机换频道),当然这个音量是与输入无关的(不然岂不是不停调节音量旋钮),需要加AGC控制,以及图像采集设计中也可以采用AGC来实现强弱光线情况下稳定的图像信号检测。 AD8336是ADI 公司的另外一款可 变增益放大器。 可调增益范围: -26dB~34dB 大信号带宽: 80MHz@2Vpp 电压噪声:3nV/√Hz 电流噪声:3pA/√Hz 宽电压供电:±12V 因此只需要一片AD8336即可满足发挥部分60dB 的可调增益。 1)自动增益控制(AGC)电路设计方案 方案一:采用基于AD8367的AGC电路。AD8367是一款高性能可变增益放大器,集成了一个平方律检测器,使该器件可用作AGC解决方案。将AD8367的DETO引脚和GAIN引脚相连,来控制9阶电阻网络的增益,并将MODE引脚接地,芯片即工作于 AGC模式。该方案的优点是电路结构简单,易于实现,缺点是当输入信号幅度较小或较大时,稳定性较差,低频时波形产生失真。 方案二:采用基于VCA821的AGC电路。VCA821是一款直流耦合、宽带、dB线性的压控增益放大器。VCA821之后增加OPA695作为后级放大,输出信号再经过OPA820积分器,连接至VCA821的VG引脚形成闭环,从而保证输出信号的稳定性。该方案的优点是原理清晰,且输入信号电压范围广、频率响应好、输出电压稳定性好,缺点是电路较为复杂。 综上所述,为保证输出波形的稳定性,方便后续THD测量,并尽量提高输入信号的峰峰值电压范围,选择方案二作为本系统的AGC电路。 基于VCA821的AGC电路 根据上述的方案设计和原理分析,通过参数计算和实际调试,设计出基于VCA821的AGC电路如图3所示。当需要动态信号幅度校正时,AGC环路将提供实时增益控制。VCA821输出信号经过OPA695提供额外的负载驱动能力,再经过OPA820积分器,连接至VCA821的VG引脚形成闭环,环路的时间常数由电容C2和电阻R9设置。 下图是笔者设计的一个基于VGA芯片AD603的AGC电路。采用该器件不仅是因为笔者手头有现成的芯片,还因为它只有8个引脚,外围电路较为简单。为了弥补其不足,在电路前端增加了U1构成的跟随器,提高了整个电路的输入电阻。又将其电源电压增加到±6V(该芯片允许的最大电源电压为±7.5V),这样其输出动态范围大约是±3.5V,满足了题目的要求。放大器的最大增益可由接在5脚与7脚之间的反馈电阻调节,不接此电阻时,最小增益为9dB,最大增益为51dB,带宽为9MHz。 图中其他运放为通用运放,电源电压与AD603相同。图中没有画出电源退耦电容,实际电路中每个运放与AD603的电源都接有合适的退耦电容。下面讨论该电路的AGC控制电压。 上图电路中放大器的输出由二极管D1检波,经过R2、C2的滤波得到其平均电压。从原理上说,此电压反馈到VGA电路的控制端就可以实现AGC,但实际上在此电路中直接将此电压反馈回去无法达到题目要求的控制指标。 根据题目的要求,当AGC起控后放大器的输出电压有效值为2V,波动不能超过1dB。以此计算起控后的输出电压有效值波动应该小于0.24V,平均值波动小于0.22V。但由于放大器的输出电压还要减去二极管的开启电压,所以实际的输出电压平均值的波动量会更小。 根据AD603的数据手册,其增益控制电压为1脚与2脚之间的电压差。此电压差为-0.5V ~+0.5V时其增益由最小变到最大,控制灵敏度为40dB/V。根据题目要求,AGC起控后的输入电压变化大于20dB,所以控制电压变化量应该大于0.5V,否则就达不到AGC控制范围大于20dB的要求。
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