VGA芯片AD8367原理及应用

        1　主要特点

　　AD8367是AD公司推出的一款可变增益单端IF放大器，它使用AD公司先进的X-AMP结构，具有优异的增益控制特性。由于在片上集成了律方根检波器，因此，它也是全球首枚可以实现单片闭环AGC的VGA的芯片。该芯片带有可控制线性增益的高性能45dB可变增益放大器，并可以在任意低频到500MHz的频率范围内稳定工作。

　　AD8367具有以下主要特点：

　　●单端输入、单端输出;

　　●输入阻抗为200Ω、输出阻抗为50Ω;

　　●3dB带宽为500MHz;

　　●输入端为零电平时，输出端电平为电源电压的一半，且可调;

　　●具有增益控制特性选择和功耗关断控制功能;

　　●片上集成了律方根检波器，可以实现单片AGC应用;

　　●增益控制特性以dB成线性;

　　●可以通过外部电容将工作频率扩展到任意低频。

　　2　工作原理

　　AD8367的功能框图如图1所示，该芯片主要由可变衰减器、固定增益放大器和律方根检波器组成。它的输入级是总衰减量为45dB的可变衰减器，其中包含一个200Ω单端梯形电阻网络和一个高斯内插器。该电阻网络由每级衰减量为5dB的9级衰减网络组成，并可由高斯内插器选择衰减因子，每级梯形网络以固定的分贝数衰减输入信号。当衰减量不是5dB的整数倍时，在控制电压的作用下，相邻两个衰减节点均会导通，通过离散节点衰减的加权平均值来获得与控制电压相对应的衰减量，并以这种方式获得平滑、单调的衰减特性。它在大于40dB的增益控制范围内，工作频率为200MHz时，可提供优于±0.5dB的线性误差，而在400MHz时可提供优于±1dB的线性误差。

　　紧跟衰减器的是固定增益放大器，该放大器主要用于保证AD8367具有42.5dB的增益和500MHz的带宽，它实际上是一个具有100 GHz增益带宽积的运算放大器，因此,当其工作在高频时，仍具有良好的线性度。

　　AD8367在输出端集成了一个律方根检波器，可检测输出信号电平并与内部设置的354mVrms电平(对应于1Vp-p的正弦波)相比较。当输出电平超过内部设置电平时,将产生一个差值电流。用接在DETO脚和地之间的外部电容CAGC(包括5pF的内建电容)对该电流进行积分可产生与接收信号强度成比例的RSSI电压，这样，在AGC应用时，该电压可以用作AGC控制电压。

　　AD8367最适合工作在200Ω阻抗系统，并可通过电阻或电抗无源网络来实现与其它通用阻抗系统(从射频系统的50Ω到数据转换器的1kΩ)的转换。一般情况下，转换网络的设计选择取决于特殊的系统要求，如带宽、回损、噪声系数和绝对增益范围等。

　　AD8367内含无源可变衰减器和固定增益放大器，其电路噪声和失真性能均是增益和控制电压的函数，且输入折合噪声随衰减量成比例增加。电路在最大增益时具有最小为7.5 dB的噪声系数，增益每降低1dB，噪声系数增加1dB。在接收系统中，如果接收到的信号很弱，则会有最大增益和最小噪声系数;而当接收到的信号电平较高时，系统将具有较低的增益和较大的噪声系数。因此，电路噪声系数随增益的变化不会对系统造成明显的影响。电路的失真性能与噪声性能相类似。当AD8367工作在200Ω源阻抗系统时，它的输出级是一个低输出阻抗电压缓冲器，此时具有50Ω阻尼电阻，可以降低对负载电抗和寄生参数的敏感性。