1 导言
数字接收机对输入模仿信号的要求往往要比模仿接收机更严厉,除了频率方面有束缚外,为了进步A/D 数据收集的精度,还要求输入信号的起伏既不能过大,也不该过小。因而为了改进数字接收机的动态规模,较常见的解决办法是在其前级添加信号调度单元。这儿给出一种选用宽带可变增益扩大器LMH6505为中心器材完结的具有自动增益操控功用的信号调度电路。与运用专用自动增益操控器材的规划比较,该信号调度电路更适用于中频信号处理。
2 自动增益操控原理
自动增益操控AGC(Auto Gain Control),即在信号起伏改变较大的情况下,通过调整电路扩大系数来坚持输出信号起伏安稳或根本不变。图1为自动增益操控的一种完结办法。
输出信号Sout反应至比较器,与希望输出比较较,其差错e被送至检波器。若Sout与希望输出持平,则检波器输出值Sf不变;若Sout小于希望输出,则检波器输出作相应改变,通过反应操控使可变增益扩大器的增益增大,然后增大Sout的起伏,反之亦然。扩大器可将Sf的规模调整至可变增益扩大器反应端口要求的电压范同内,可扩大,也可分压。其间检波后的输出信号Sf经低通滤波后再扩大,然后滤除增益操控信号中无需的高频重量。
3 信号调度电路规划
该信号调度电路作为AD6645数据收集器材的前级,要求输入信号起伏为0~5 V,输出信号带宽为30 MHz,起伏在1 V以内并尽量挨近1 V,-3 dB增益范同大于40 dB。依据以上要求,输入信号首要经沟通耦合送至AGC模块的输入端,将起伏调整至0.9 V左右,再经射极跟从器阻隔,送至截止频率为30 MHz的四阶巴特沃思低通滤波器,最终输出至AD6645,该电路的一切运放均选用±5 V的供电电压。
3.1 可变增益扩大器LMH6505
可变增益扩大器LMH6505是一款高动态规模的低功耗宽带高速扩大器,该器材增益可调整规模为80 dB,低增益时的-3 dB带宽为150 MHz,压摆率为1 500 V/μs,在无负载的条件下输出电流典型值仅为11 mA,能够习惯一般中频信号接收机对自动增益操控电路的要求。图2为LMH6505的引脚装备。
3.2 AGC电路规划
图3为AGC模块的电路图。中频输入信号Vin首要送至LMH6505的输入端,经扩大后的信号Vout从输出端输出;一起Vout经肖特基二极管VDI 整流后送至积分检波器的输入负端-IN,积分器正端+IN接参阅电平Vref因为积分器的实践输入为两输入端的电压差,故调整Vref令其等于希望输出信号起伏减去二极管VDI上的压降,即可完结上述比较功用。这儿积分器中运算扩大器选用超宽带运放LMH6609,以满意对反应电路频率特性的要求;恰当调整积分电路C1与R3的值,令其时刻常数满意输出信号的频率要求,积分器输出的电压便会趋向于一安稳值,再绎R1与R2分压调整,直接送至LMH6505 的电压操控端,然后完结闭环反应。
LMH6505的使用电路中,输入信号Vin的最大起伏与Rg成正比,是Rg的±7.4倍,Rf 用来调整LMH6505的增益规模,最大增益为Rf/Rg的0.94倍。由此看出,涮整实践增益规模受Rf与Rg的一起束缚。当输入大信号时,Rg值需也较大,若此刻需求最大增益较大,则又使Rf更大。经实践丈量,Rf值大于50 kΩ会导致LMH6505的反应电流过小,使全体增益系数急剧下降,并增大输出的直流偏置,故当要求较宽的动态规模时,LMH6505更适用于仅包含输入弱信号扩大或输入大信号衰减的体系。
3.3 低通滤波器电路规划
因为截止频率较高,并考虑到规划本钱与器材体积问题,该规划选用双通道宽带运放 LMH6715构建四阶巴特沃思有源低通滤波器,如图4所示。图4中LMH6715_A与LMH6715_B实践集成在一起。因为信号在前级已通过自动增益操控处理。故该滤波器通带增益为1,经验证该滤波器通带波纹为50 dB,-3 dB截止频率为29.8 MHz,阻带衰减为40 dB,满意规划需求。
4 仿真成果剖析
该电路通过PSPICE仿真,在输入频率为10 MHz,起伏为0.1 V的正弦波时,输入/输出波形如图5所示;在输入频率为30 MHz,起伏为4 V的正弦波时,输入/输出波形如图6所示。能够看出,输出信号的起伏根本安稳在0.9 V,中频下闭环增益可调规模大于30 dB,因为后级衔接隔直电容,输出的暂态时刻约为400 ns,实践增益调整暂态时刻约70 ns。在信号带宽10 MHz情况下闭环增益可调规模大于40 dB,电路增益带宽积为500 dBMHz,二次谐波比大于40 dB。
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