基于AD603的自动增益控制放大器(agc)
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在很多信号采集系统中, 信号变化的幅度都比较大,如果采用单一的增益放大,那么放大以后的信号幅值有可能超过A/ D 转换的量程,所以必须根据信号的变化相应调整放大器的增益。在自动化程度要求较高的系统中, 希望能够在程序中用软件控制放大器的增益, 或者放大器本身能自动将增益调整到适当的范围。AD603 正是这样一种具有程控增益调整功能的芯片。它是美国ADI 公司的专利产品,是一个低噪、90MHz 带宽增益可调的集成运放, 如增益用分贝表示,则增益与控制电压成线性关系,压摆率为275V/μs 。管脚间的连接方式决定了可编程的增益范围, 增益在- 11~+ 30dB 时的带宽为90MHz , 增益在+ 9~+ 41dB 时具有9MHz 带宽,改变管脚间的连接电阻, 可使增益处在上述范围内。该集成电路可应用于射频自动增益放大器、视频增益控制、A/ D 转换量程扩展和信号测量系统。

调整各参数时需要注意以下几点:
1、由于是两级AD603 采用级联方式,根据其手册中所说明的,前级AD603 和次级AD603 的压控反向电压输入端(2 脚)的压差需保持在1V 左右,此处我们设置了前级为1V,次级为2V,即充分利用AD603 放大资源,使得只有在前级放大至最大增益后,次级的放大功能才开始工作;
2、结合上述设定,由于AD603 的控制电压在-500mV~+500mV 的范围内,所以其前级的压控正向输入端(1 脚)的电压范围为-0.6V~1.5V,而次级则为1.5V~2.5V;
3、综合1、2 两点,调节三极管的静态工作点使其在无信号输入时的集电极电压为2.5V(此处要调整电路中W1 电位器来完成),由于2N3904的基极偏置电压为0.65V~0.85V 范围,所以需要调整电路中W2 电位器使得其在无信号输入时的偏置电压在0.65V~0.85 之间(以实际的2N3904 为准),即保证微弱信号能够启用AGC 功能。
4、关于增益与带宽的调整:
a、模式1:Vout 与FDBK 之间短路(本demo 板的电阻R1 与R2 组合决定)时(宽频带模式)其增益范围为-11.07dB~+31.07dB,带宽为90MHz;
b、模式2:Vout 与FDBK 之间外接一电阻(R1 与R2),FDBK 与COMM 端之间接5.6P 电容用于频率补偿。根据放大器的增益关系式,选取合适的REXT,可获得所需要的模式1 与模式3 之间的增益值。当REXT(R1、R2)=2.15K 时,增益范围为-1~+41dB;
c、模式3:Vout 与FDBK 直接开路,FDBK 对COMM 连接一18P 电容用于扩展频率响应,该模式为高增益模式,其增益范围为+8.93~+51.07dB,带宽为9MHz。
5、为进一步提高AGC 的放大倍数,结合手册中的参数调整两级AD603 的R1、R2 的值,
此处我们设置为开路,即两级增益最大102dB,可以调整该参数提高增益;
6、信号较弱时,或频率较低时,可以配合调整电路中的C7、C8、C9、C10、C11 的值,为使AGC 达到更好的效果,上述C7、C11 采用100uF 多层陶瓷电容(1210 封装)(也可以采用47uF 或22uF 或10uF,但100uF 效果更佳),C8、C9 采用10uF 陶瓷电容,C10 为1uF 陶瓷电容,低的ESR能放大更微弱的信号;
7、调整放大的增益可以通过适当调整W1 电位器的值来实现。
附件为电路图
