寬帶大動態(tài)AGC電路設(shè)計

摘要：自動增益控制電路是接收機模塊中的關(guān)鍵控制電路之一，其作用是改善接收杌的動態(tài)范圍。具體分析了自動增益控制電路的工作原理以及AGC的分類方式。為了設(shè)計寬帶大動態(tài)的AGC電路，分析了可變增益ADL5330和對數(shù)放大器AD8318的電路功能和主要性標，并利用這兩款芯片設(shè)計了一種寬帶大動態(tài)AGC模塊，給出了典型電路及測試結(jié)果。與傳統(tǒng)AGC電路相該電路結(jié)構(gòu)簡單、體積小，且能實現(xiàn)寬帶、大動態(tài)、低噪聲放大等功能。
關(guān)鍵詞：自動增益控制；動態(tài)范圍；對數(shù)增益控制；響應時間；溫度穩(wěn)定性

自動增益控制電路廣泛應用于接收機中，這是由于下列原因造成的：接收機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，使得作用在接收機輸入端的信號強度有很大變化和起伏。但是，接收機的終端設(shè)備一般只能處理幅度變化不大的信號，信號過強過弱或忽大忽小都會使終端設(shè)備失效。因此，接收機中非常強調(diào)自動增益控制，來保證接收機輸出信號幅度的平穩(wěn)性。文中以ADL5330作為可變增益放大器利用AD8318作為外部檢波器起控ADL5330的方式，完成了動態(tài)范圍達到60 dB的AGC電路。

1 技術(shù)指標和設(shè)計方案
本項目相關(guān)技術(shù)指標為：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完成的模擬式和用數(shù)控衰減器來完成對電路增益控制的數(shù)字式。峰值型AGC電路、選通型AGC、時間-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，雖然峰值型AGC電路在早期的接收機中溫度性能較差，溫度易變化，控制曲線易發(fā)生漂移，但其電路簡潔，是閉環(huán)的AGC，無需外部信號配合使用，如數(shù)字AGC方式需要由信號處理機送AGC控制信號。近年來，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)定性較好的對數(shù)檢波器大量涌現(xiàn)以及可變增益放大器VGA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?？刂齐娐肪褪茿GC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改變接收機的增益。

自動增益控制環(huán)路中通常包含的模塊有可變增益放大器、幅度檢測器、對數(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的幅度，G(VC)是受電壓VC控制的可變增益放大器的增益。則有，
Aout=G(VC)Ain (1)
將輸入輸出轉(zhuǎn)化為對數(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在對數(shù)域?qū)哪Ｐ?，如圖2所示。虛線框內(nèi)表示的是對數(shù)域內(nèi)的運算。X(t)是輸入信號，Y(t)是輸出信號。