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。

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。

３　典型应用

３．１ 通用ｖｇａ放大器

ａｄ８３６７是一款通用型ｖｇａ放大器，适合于大控制范围的压控增益应用。由于其具有从任意低频到５００ ｍｈｚ的工作带宽，它不但可以处理高达５００ｍｈｚ的高频信号，而且可以通过频率扩展来适应音频系统。图２所示是ａｄ８３６７在ｖｇａ工作时的基本连接电路。图２中，电路增益ａｖ与控制电压ｖｇａｉｎ成正比。由于ａｄ８３６７的增益控制率为５０ｄｂ／ｖ，所以，在ｖｇａｉｎ以ｖ为单位时，电路增益ａｖ可由下式计算：

ａｖ＝５０ｖｇａｉｎ－５

当电路的线性增益控制范围为－２．５ｄｂ～４２．５ｄｂ时，从上式可以推算出ｖｇａｉｎ所对应的取值范围为５０ｍｖ～９５０ｍｖ。

将电容器ｃｈｐ 连接到抵消信号路径ｄｃ平衡变化的内部漂移控制环，可设置信号通道的高通截止频率。在不使用该电容时，可由内部电容提供一个５００ｋｈｚ的缺省高通截止频率。ｃｈｐ与高通截止频率的关系式为：

ｆｈｐ＝１０／(ｃｈｐ＋０.０２)

式中，ｆｈｐ的单位为ｋｈｚ，ｃｈｐ的单位为ｎｆ。这样，只要增大ｃｈｐ的值就可以将ａｄ８３６７扩展应用到音频领域。

３．２ 用作ａｇｃ放大器

利用内部集成的精确律方根检波器，ａｄ８３６７可以方便地配置成单片ａｇｃ放大器，其基本连接如图３所示。ａｄ８３６７用作ａｇｃ放大器时，需选择反向增益控制模式。当输出信号的有效值超过３５４ｍｖ时，检波器将以２０ｍｖ／ｄｂ的比例从ｄｅｔｏ端输出与输入信号成比例的ｒｓｓｉ电压。将该ｒｓｓｉ电压作为ａｇｃ控制电压加到增益控制端ｇａｉｎ，便可构成控制率为２０ｍｖ／ｄｂ的简单单片ａｇｃ放大器。当使用低于５ｖ电源时，检波器的输出起点和比例都不会发生变化，即电源电压在２．７ｖ～５．５ｖ的范围内变化时，电路的ａｇｃ特性能够保持不变。

按图３的连接方式，在大于３５ ｄｂ的输入范围内可以获得优于０．１ｄｂ的控制线性度。电路的时间常数τａｇｃ可简单地由ａｇｃ电容ｃａｇｃ设定。事实上，τａｇｃ是由ａｇｃ电容ｃａｇｃ和１０ｋω的片上等效电阻ｒａｇｃ共同作用的结果。所以，时间常数如下：

τａｇｃ＝ｒａｇｃｃａｇｃ

    需要说明的是：采用误差积分技术的ａｇｃ环存在一个共同的弱点，当用一个逐渐增大的信号驱动时，ａｇｃ控制电压增加会降低增益。当增益降低到它的最低值后，与输入成比例的控制电压增加将对增益不产生影响，因而将造成输入过载。实际上，用ａｄ８３６７配置成的ａｇｃ放大器也存在输入过载的问题。由于它的最小增益为－２．５ｄｂ，因此，输入幅度超过起控点２．５ｄｂ以上的输入都会造成过载，也就是说，输入信号功率超过＋６．５ｄｂｍ均会造成输入过载。因此，实际使用时，最好将最大输入电平控制在低于过载电平５ｄｂ处，以形成一定的过载保护带。 在ａｇｃ应用时，同样可以通过频带扩展应用到音频领域，当ｃｈｐ高至１μｆ时，电路便可处理频率低至１０ｈｚ的音频信号。将图２中的ｃｈｐ、ｃ４、ｃａｇｃ的取值改为１μｆ后即可构成一款高稳定、低失真的音频稳幅电路。

当需要的ａｇｃ起控点不同于电路内部的设定值时，应使用外部检波器。利用输出端检出的直流电平经放大、分压后加到增益控制端，便可获得需要的ａｇｃ起控点。

３．３ 信号功率检测应用

使用律方根检波器的另一个好处是其输出作为ｒｓｓｉ电压来反映信号功率，从而实现任何给定源阻抗的绝对功率测量。因此，ａｄ８３６７还可以作为功率检测芯片来设计功率计，或者作为以分贝数读出的ａｃ电压计。其功率检测范围为４５ｄｂ。如不使用图２中的增益控制，从ｄｅｔｏ端输出的ｒｓｓｉ电压便可作为输入信号功率的检测电压。在用于输入信号功率检测时，只有当输出信号电平达到３５４ｍｖｒｍｓ时才有指示电压输出。

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