基于AD8367的大動態(tài)范圍AGC系統(tǒng)設(shè)計

2 70 MHz中頻AGC設(shè)計方案
這里的70 MHz中頻AGC由兩級AD8367串聯(lián)組成，通過合理分配兩級VGA的增益比例，AGC匹配良好，合理設(shè)計濾波器，設(shè)計的70 MHz中頻AGC最終達(dá)到70 dB動態(tài)范圍，同時具有優(yōu)秀的線性增益性能和16 MHz帶寬。設(shè)計方案框圖如圖2所示，主要包括AD8367、輸入輸出衰減、匹配網(wǎng)絡(luò)、增益補(bǔ)償、低通帶通濾波和環(huán)路控制等部分。

2．1工作原理
AD8367的優(yōu)秀線性控制性能和45 dB的動態(tài)范圍非常適合70 MHz中頻AGC設(shè)計。但一級AD8367顯然無法達(dá)到70dB動態(tài)范圍，同時其輸入輸出阻抗都是200Ω，與該設(shè)計方案50 Ω特征阻抗存在阻抗不匹配。另外，其片內(nèi)集成500 MHz帶寬平方律檢波器的寬帶檢波器與該設(shè)計方案16 MHz帶寬則存在虛假檢波。
該設(shè)計方案的輸入／輸出端口的3 dB起隔離作用，避免對其前級和后級產(chǎn)生影響。80 MHz的低通LC濾波器衰減其二次諧波信號，可避免對該設(shè)計的增益產(chǎn)生影響。
除了兩級AD8367是200 Ω特征阻抗外，其他器件特征阻抗都是50 Ω，因此在兩級AD8367的輸入輸出端口都有匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行阻抗變換，盡量減小其插損。設(shè)計采用LC匹配網(wǎng)絡(luò)，插損單級只有4 dB。
70 MHz中頻AGC的幅頻特性主要取決于SAW 70 MHz濾波器。因此，采用帶寬16 MHz的SAW 70 MHz濾波器。該濾波器的過渡帶陡峭，但其插損很大(達(dá)14 dB)，為補(bǔ)償該濾波器的插損和兩級AD8367之間匹配網(wǎng)絡(luò)帶來的插損，在其后串聯(lián)放大器，放大器增益為18 dB。
調(diào)節(jié)第2級AD8367后串聯(lián)的放大器增益，以及整個70MHz中頻AGC的輸出幅度，從而達(dá)到設(shè)計需求，放大器后串聯(lián)的70 MHz LC濾波器可衰減放大器輸出的二次諧波信號，保證中頻AGC具有良好的選擇性。
通過外置檢波器對70 MHz LC濾波器的輸出信號進(jìn)行檢波，解決片內(nèi)存在的虛假檢波問題，保證小信號輸入時檢波可靠。檢波器輸出與期望的中頻AGC輸出電平相減產(chǎn)生誤差信號。通過環(huán)路濾波控制兩級AD8367的增益，第l級AD8367的是第2級AD8367增益電壓的O．75倍，這樣在滿足中頻AGC 70 dB動態(tài)范圍的同時，盡量提高其輸入信號的二三階交調(diào)點，保證中頻AGC具有良好的線性。

圖3為中頻AGC的分析模型，其中，x(t)為輸入信號強(qiáng)度檢波電壓，y(t)為輸出信號強(qiáng)度檢波電壓，r(t)為期望輸出信號強(qiáng)度檢波電壓，△(t)為檢波電壓誤差電平，h(t)為環(huán)路濾波器的沖激響應(yīng)，m(t)為增益電平。
使用該模型分析70 MHz中頻AGC。從第1級AD8367的輸出端口到第2級AD8367的輸入端口之間匹配網(wǎng)絡(luò)和增益補(bǔ)償放大器的總增益是0 dB。兩級AD8367可用1個VGA代替，只是該VGA的控制電壓／增益斜率是35 mV／dB。
2．2減法器與環(huán)路濾波器設(shè)計
該設(shè)計檢波輸出后的減法器和環(huán)路濾波器是通過運算放大器實現(xiàn)，其電路結(jié)構(gòu)如圖4所示。圖5給出70 dB動態(tài)范圍的70 MHz中頻AGC實現(xiàn)電路。