高性能VGA芯片AD8367原理及应用

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：

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。