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高性能VGA芯片AD8367原理及应用

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:AD8367是AD公司推出的新型VGA芯片,该芯片采用单端输入、单端输出方式,可在500MHz以下的任意频率下稳定工作。文中介绍了AD8367的特点、工作原理及使用注意事项,并在此基础上给出了几种典型应用电路。

    关键词:VGA;AGC ;AD8367

1 主要特点

AD8367是AD公司推出的一款可变增益单端IF放大器,它使用AD公司先进的X-AMP结构,具有优异的增益控制特性。由于在片上集成了律方根检波器,因此,它也是全球首枚可以实现单片闭环AGC的VGA的芯片。该芯片带有可控制线性增益的高性能45dB可变增益放大器,并可以在任意低频到500MHz的频率范围内稳定工作。

AD8367具有以下主要特点:

●单端输入、单端输出;

●输入阻抗为200Ω、输出阻抗为50Ω;

●3dB带宽为500MHz;

●输入端为零电平时,输出端电平为电源电压的一半,且可调;

●具有增益控制特性选择和功耗关断控制功能;

●片上集成了律方根检波器,可以实现单片AGC应用;

●增益控制特性以dB成线性;

●可以通过外部电容将工作频率扩展到任意低频。
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2 工作原理

AD8367的功能框图如图1所示,该芯片主要由可变衰减器、固定增益放大器和律方根检波器组成。它的输入级是总衰减量为45dB的可变衰减器,其中包含一个200Ω单端梯形电阻网络和一个高斯内插器。该电阻网络由每级衰减量为5dB的9级衰减网络组成,并可由高斯内插器选择衰减因子,每级梯形网络以固定的分贝数衰减输入信号。当衰减量不是5dB的整数倍时,在控制电压的作用下,相邻两个衰减节点均会导通,通过离散节点衰减的加权平均值来获得与控制电压相对应的衰减量,并以这种方式获得平滑、单调的衰减特性。它在大于40dB的增益控制范围内,工作频率为200MHz时,可提供优于±0.5dB的线性误差,而在400MHz时可提供优于±1dB的线性误差。

紧跟衰减器的是固定增益放大器,该放大器主要用于保证AD8367具有42.5dB的增益和500MHz的带宽,它实际上是一个具有100 GHz增益带宽积的运算放大器,因此,当其工作在高频时,仍具有良好的线性度。

AD8367在输出端集成了一个律方根检波器,可检测输出信号电平并与内部设置的354mVrms电平(对应于1Vp-p的正弦波)相比较。当输出电平超过内部设置电平时,将产生一个差值电流。用接在DETO脚和地之间的外部电容CAGC(包括5pF的内建电容)对该电流进行积分可产生与接收信号强度成比例的RSSI电压,这样,在AGC应用时,该电压可以用作AGC控制电压。

AD8367最适合工作在200Ω阻抗系统,并可通过电阻或电抗无源网络来实现与其它通用阻抗系统(从射频系统的50Ω到数据转换器的1kΩ)的转换。一般情况下,转换网络的设计选择取决于特殊的系统要求,如带宽、回损、噪声系数和绝对增益范围等。

AD8367内含无源可变衰减器和固定增益放大器,其电路噪声和失真性能均是增益和控制电压的函数,且输入折合噪声随衰减量成比例增加。电路在最大增益时具有最小为7.5 dB的噪声系数,增益每降低1dB,噪声系数增加1dB。在接收系统中,如果接收到的信号很弱,则会有最大增益和最小噪声系数;而当接收到的信号电平较高时,系统将具有较低的增益和较大的噪声系数。因此,电路噪声系数随增益的变化不会对系统造成明显的影响。电路的失真性能与噪声性能相类似。当AD8367工作在200Ω源阻抗系统时,它的输出级是一个低输出阻抗电压缓冲器,此时具有50Ω阻尼电阻,可以降低对负载电抗和寄生参数的敏感性。
高性能VGA芯片AD8367原理及应用
3 典型应用

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