寬帶大動(dòng)態(tài)AGC電路設(shè)計(jì)

摘要：自動(dòng)增益控制電路是接收機(jī)模塊中的關(guān)鍵控制電路之一，其作用是改善接收杌的動(dòng)態(tài)范圍。具體分析了自動(dòng)增益控制電路的工作原理以及AGC的分類(lèi)方式。為了設(shè)計(jì)寬帶大動(dòng)態(tài)的AGC電路，分析了可變?cè)鲆鍭DL5330和對(duì)數(shù)放大器AD8318的電路功能和主要性標(biāo)，并利用這兩款芯片設(shè)計(jì)了一種寬帶大動(dòng)態(tài)AGC模塊，給出了典型電路及測(cè)試結(jié)果。與傳統(tǒng)AGC電路相該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，且能實(shí)現(xiàn)寬帶、大動(dòng)態(tài)、低噪聲放大等功能。
關(guān)鍵詞：自動(dòng)增益控制；動(dòng)態(tài)范圍；對(duì)數(shù)增益控制；響應(yīng)時(shí)間；溫度穩(wěn)定性

自動(dòng)增益控制電路廣泛應(yīng)用于接收機(jī)中，這是由于下列原因造成的：接收機(jī)距輻射源的距離可以有很大的變化；電波在空間傳播有明顯的衰落現(xiàn)象；以及其他一些干擾因素，使得作用在接收機(jī)輸入端的信號(hào)強(qiáng)度有很大變化和起伏。但是，接收機(jī)的終端設(shè)備一般只能處理幅度變化不大的信號(hào)，信號(hào)過(guò)強(qiáng)過(guò)弱或忽大忽小都會(huì)使終端設(shè)備失效。因此，接收機(jī)中非常強(qiáng)調(diào)自動(dòng)增益控制，來(lái)保證接收機(jī)輸出信號(hào)幅度的平穩(wěn)性。文中以ADL5330作為可變?cè)鲆娣糯笃骼肁D8318作為外部檢波器起控ADL5330的方式，完成了動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到60 dB的AGC電路。

1 技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)方案
本項(xiàng)目相關(guān)技術(shù)指標(biāo)為：輸入射頻功率：-56～4 dBm；輸入射頻頻率：1 500+500 MHz；輸出功率：-4dBm。
AGC電路可分為用電控衰減器以及其他模擬電路來(lái)完成的模擬式和用數(shù)控衰減器來(lái)完成對(duì)電路增益控制的數(shù)字式。峰值型AGC電路、選通型AGC、時(shí)間-增益控制(STC)均屬于模擬式AGC。綜合考慮幾種AGC電路的性能優(yōu)缺點(diǎn)，雖然峰值型AGC電路在早期的接收機(jī)中溫度性能較差，溫度易變化，控制曲線(xiàn)易發(fā)生漂移，但其電路簡(jiǎn)潔，是閉環(huán)的AGC，無(wú)需外部信號(hào)配合使用，如數(shù)字AGC方式需要由信號(hào)處理機(jī)送AGC控制信號(hào)。近年來(lái)，隨著技術(shù)和工藝手段的飛速發(fā)展，高精確度和溫度穩(wěn)定性較好的對(duì)數(shù)檢波器大量涌現(xiàn)以及可變?cè)鲆娣糯笃鱒GA的出現(xiàn)，制約AGC溫度性能的因素得到解決，使得該方式電路得到廣泛應(yīng)用。

2 AGC電路原理分析
AGC電路主要由控制電路和被控電路兩部分組成。控制電路就是AGC直流電壓的產(chǎn)生部分，被控電路的功能是按照控制電路所產(chǎn)生的變化著的控制電壓來(lái)改變接收機(jī)的增益。

自動(dòng)增益控制環(huán)路中通常包含的模塊有可變?cè)鲆娣糯笃鳌⒎葯z測(cè)器、對(duì)數(shù)放大器、環(huán)路濾波器。如圖1所示，其中Ain和Aout分別是輸入輸出信號(hào)的幅度，G(VC)是受電壓VC控制的可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆?。則有，
Aout=G(VC)Ain (1)
將輸入輸出轉(zhuǎn)化為對(duì)數(shù)形式，

其中KV1是跟Ain和Aout單位相同的常數(shù)。
利用(2)式可以得到圖1在對(duì)數(shù)域?qū)?yīng)的模型，如圖2所示。虛線(xiàn)框內(nèi)表示的是對(duì)數(shù)域內(nèi)的運(yùn)算。X(t)是輸入信號(hào)，Y(t)是輸出信號(hào)。