王蓉暉，劉 鋼

(1.吉林建筑大學電氣與計算機學院，吉林長春 130118；2.空軍航空大學基礎部，吉林長春 130022)

增益可控的射頻放大器設計

王蓉暉1，劉 鋼2

(1.吉林建筑大學電氣與計算機學院，吉林長春 130118；2.空軍航空大學基礎部，吉林長春 130022)

本設計采用增益可控的集成運放AD8367和固定增益集成運放H580兩級電路實現(xiàn)，寬帶放大器以AD8367為核心，完成壓控增益放大系統(tǒng)的增益調(diào)整、單片機實現(xiàn)步長4dB的控制調(diào)節(jié)。該硬件電路增益可調(diào)，步進間隔小，且具有形式簡單、頻帶寬、增益高、AGC動態(tài)范圍廣等特點。

放大電路；增益可控；頻帶寬度

1 概述

本系統(tǒng)主要的電路由可控增益和固定增益模塊組成。增益可控模塊由運放AD8367作為核心器件，AD8467是高性能的45dB可變增益放大器，具有500M的增益帶寬積，它由線性增益控制，工作范圍從低頻到幾百兆的高頻。采用AD公司最新的X-AMP的結構，增益響應的范圍，平滑度和準確度都非常理想。固定增益模塊的核心器件是H580，根據(jù)它的標準電路來搭建符合要求的電路，使它放大相應的倍數(shù)。

2 系統(tǒng)總體框圖

系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。為了實現(xiàn)通頻帶寬、增益可調(diào)的設計要求，采用寬帶運放、可變增益放大電路。為了克服高頻電路的自激振蕩，采用一定的抗干擾措施。電路由直流穩(wěn)壓電源給放大電路提供電源電壓，保證電路有合適的靜態(tài)工作點。信號發(fā)生器采用任意波形發(fā)生器Agilent E4432B，用示波器觀察輸出電壓波形。

圖1 增益可控射頻寬帶放大器系統(tǒng)總體框圖

3 理論分析與計算

本設計采用16選1數(shù)字控制模擬開關控制電阻分壓網(wǎng)絡衰減調(diào)節(jié)增益進行電壓控制增益，利用歐姆定律電阻分壓的電路將信號進行分壓。設置增益調(diào)節(jié)控制電路輸出電壓范圍為0.1～1V；每級增益為4dB。

AD8367具有45dB增益可調(diào)，3dB帶寬達到500MHz，片上集成有律方根檢波器，可實現(xiàn)有可控制線性增益的高性能4db可變增益放大器，并在任意低頻到500MHz的頻率范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。通過控制MODE引腳外接地端，選擇GAIN DOWN工作模式，即增益隨電壓遞減，滿足公式

Gain(dB)=45-50*Vgain.

4 系統(tǒng)電路設計

4.1 AD8367電路原理圖

根據(jù)芯片資料，AD8367基本連接壓控增益模式如圖2所示。

圖2 AD8367基本連接壓控增益圖

4.2 H580電路原理圖

以H580為主要芯片做固定增益模塊，搭建符合要求的電路，使它放大相應的倍數(shù)，如圖3所示。

圖3 H580模塊電路原理圖

5 系統(tǒng)測試與結果分析

5.1 測試條件與儀器

測試條件：檢查多次，仿真電路和硬件電路必須與系統(tǒng)原理圖完全相同，并且檢查無誤，硬件電路保證無虛焊。

測試儀器：高精度的數(shù)字毫伏表、模擬示波器、數(shù)字示波器、數(shù)字萬用表、指針式萬用表。

5.2 測試結果

測試結果見表1。

表1 測試結果(數(shù)據(jù))

5.3 測試分析與結論

根據(jù)上述測試數(shù)據(jù)，可以得出如下結論：

(1)放大器的電壓增益AV≥40dB，輸入電壓有效值Vi≤20mV，其輸入阻抗、輸出阻抗均為50Ω，負載電阻為50Ω，且輸出電壓有效值Vo≥2V，波形無明顯失真；(2)在75～108MHz頻率范圍內(nèi)增益波動不大于2dB；(3)-3dB的通頻帶不窄于60～130MHz，即fL≤60MHz、fH≥130MHz；(4)實現(xiàn)AV增益步進控制，增益控制范圍為12～40dB，增益控制步長為4dB，增益絕對誤差不大于2dB，并能顯示設定的增益值。

6 結語

本設計的寬帶放大器以AD8367為核心，完成壓控增益放大系統(tǒng)的增益調(diào)整，同時通過增加射極輸出器實現(xiàn)阻抗匹配、外加硬件電路實現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換，外加保護措施有效地抑制了高頻信號的噪聲和自激振蕩。

[1]高吉祥,黃智偉,陳和.高頻電子線路[M].北京:電子工業(yè)出版社.

[2]黃智偉.無線數(shù)字收發(fā)電路設計[M].北京:電子工業(yè)出版社,2003.

[3]黃智偉.電子電路計算機仿真設計[M].北京:電子工業(yè)出版社,2004.

[4]黃智偉.射頻集成電路原理與應用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2004.

The Design of RF Amplifier with Gain be Controlled

WANG Rong-hui1，LIU Gang2

(1.School of Eletrical Engineering and Computer,Jilin Jianzhu University, Changchun Jilin 130118, China；2.Basic Department, Aviation University of Air Force, Changchun Jilin 130022, China)

This design is realized with two-stage circuit implementation that are controllable gain amplifier AD8367 and fixed gain Op-Amp integrated H580 .The corebroadband is amplifier of AD8367, it can complete the voltage controlled of gain amplifier system, the gain adjustment, the MCU control of step 4dB regulation. The hardware circuit can be adjusted, the step is small, and has the advantages of simple form, wide bandwidth, high gain and wide AGC range.

amplifying circuit; gain control; bandwidth

2015-09-01

國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局項目(2012-126)。

王蓉暉(1972- )，女，吉林長春人，吉林建筑大學電氣與計算機學院教授，碩士研究生，從事智能建筑中的節(jié)能控制研究。

TN722

A

2095-7602(2015)12-0018-03