高性能vga芯片ad8367原理及應(yīng)用

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1、高性能VGA芯片AD8367原理及應(yīng)用

2、第1摘要：AD8367是AD公司推出的新型VGA芯片，該芯片采用單端輸入、單端輸出方式，可在500MHz以下的任意頻率下穩(wěn)定工作。文中介紹了AD8367的特點(diǎn)、工作原理及使用注意事項(xiàng)，并在此基礎(chǔ)上給出了幾種典型應(yīng)用電路。關(guān)鍵詞：VGA；AGC；AD8367１　主要特點(diǎn)ＡＤ８３６７是ＡＤ公司推出的一款可變?cè)鲆鎲味耍桑品糯笃?，它使用ＡＤ公司先進(jìn)的Ｘ－ＡＭＰ結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的增益控制特性。由于在片上集成了律方根檢波器，因此，它也是全球首枚可以實(shí)現(xiàn)單片閉環(huán)ＡＧＣ的ＶＧＡ的芯片。該芯片帶有可控制線性增益的高性能４５ｄＢ可變?cè)鲆娣糯笃?，并可以在任意低頻到５

3、００ＭＨｚ的頻率范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。ＡＤ８３６７具有以下主要特點(diǎn)：●單端輸入、單端輸出；●輸入阻抗為２００Ω、輸出阻抗為５０Ω；●３ｄＢ帶寬為５００ＭＨｚ；●輸入端為零電平時(shí)，輸出端電平為電源電壓的一半，且可調(diào)；●具有增益控制特性選擇和功耗關(guān)斷控制功能；●片上集成了律方根檢波器，可以實(shí)現(xiàn)單片ＡＧＣ應(yīng)用；●增益控制特性以ｄＢ成線性；●可以通過(guò)外部電容將工作頻率擴(kuò)展到任意低頻。２　工作原理ＡＤ８３６７的功能框圖如圖１所示，該芯片主要由可變衰減器、固定增益放大器和律方根檢波器組成。它的輸入級(jí)是總衰減量為４５ｄＢ的可變衰減器，其中包含一個(gè)２００Ω單端梯形電阻網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)高斯內(nèi)插器。該電阻網(wǎng)絡(luò)由每

4、級(jí)衰減量為５ｄＢ的９級(jí)衰減網(wǎng)絡(luò)組成，并可由高斯內(nèi)插器選擇衰減因子，每級(jí)梯形網(wǎng)絡(luò)以固定的分貝數(shù)衰減輸入信號(hào)。當(dāng)衰減量不是５ｄＢ的整數(shù)倍時(shí)，在控制電壓的作用下，相鄰兩個(gè)衰減節(jié)點(diǎn)均會(huì)導(dǎo)通，通過(guò)離散節(jié)點(diǎn)衰減的加權(quán)平均值來(lái)獲得與控制電壓相對(duì)應(yīng)的衰減量，并以這種方式獲得平滑、單調(diào)的衰減特性。它在大于４０ｄＢ的增益控制范圍內(nèi)，工作頻率為２００ＭＨｚ時(shí)，可提供優(yōu)于±０．５ｄＢ的線性誤差，而在４００ＭＨｚ時(shí)可提供優(yōu)于±１ｄＢ的線性誤差。緊跟衰減器的是固定增益放大器，該放大器主要用于保證ＡＤ８３６７具有４２．５ｄＢ的增益和５００ＭＨｚ的帶寬，它實(shí)際上是一個(gè)具有１００ＧＨｚ增益帶寬積的運(yùn)算放大器，因此,

5、當(dāng)其工作在高頻時(shí)，仍具有良好的線性度。ＡＤ８３６７在輸出端集成了一個(gè)律方根檢波器，可檢測(cè)輸出信號(hào)電平并與內(nèi)部設(shè)置的３５４ｍＶｒｍｓ電平（對(duì)應(yīng)于１Ｖｐ－ｐ的正弦波）相比較。當(dāng)輸出電平超過(guò)內(nèi)部設(shè)置電平時(shí),將產(chǎn)生一個(gè)差值電流。用接在ＤＥＴＯ腳和地之間的外部電容ＣＡＧＣ（包括５ｐＦ的內(nèi)建電容）對(duì)該電流進(jìn)行積分可產(chǎn)生與接收信號(hào)強(qiáng)度成比例的ＲＳＳＩ電壓，這樣，在ＡＧＣ應(yīng)用時(shí)，該電壓可以用作ＡＧＣ控制電壓。ＡＤ８３６７最適合工作在２００Ω阻抗系統(tǒng)，并可通過(guò)電阻或電抗無(wú)源網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)與其它通用阻抗系統(tǒng)(從射頻系統(tǒng)的５０Ω到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的１ｋΩ)的轉(zhuǎn)換。一般情況下，轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)選擇取決于特殊的系統(tǒng)要求

6、，如帶寬、回?fù)p、噪聲系數(shù)和絕對(duì)增益范圍等。ＡＤ８３６７內(nèi)含無(wú)源可變衰減器和固定增益放大器，其電路噪聲和失真性能均是增益和控制電壓的函數(shù)，且輸入折合噪聲隨衰減量成比例增加。電路在最大增益時(shí)具有最小為７．５ｄＢ的噪聲系數(shù)，增益每降低１ｄＢ，噪聲系數(shù)增加１ｄＢ。在接收系統(tǒng)中，如果接收到的信號(hào)很弱，則會(huì)有最大增益和最小噪聲系數(shù)；而當(dāng)接收到的信號(hào)電平較高時(shí)，系統(tǒng)將具有較低的增益和較大的噪聲系數(shù)。因此，電路噪聲系數(shù)隨增益的變化不會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成明顯的影響。電路的失真性能與噪聲性能相類似。當(dāng)ＡＤ８３６７工作在２００Ω源阻抗系統(tǒng)時(shí)，它的輸出級(jí)是一個(gè)低輸出阻抗電壓緩沖器，此時(shí)具有５０Ω阻尼電阻，可以降低

7、對(duì)負(fù)載電抗和寄生參數(shù)的敏感性。３　典型應(yīng)用３．１通用ＶＧＡ放大器ＡＤ８３６７是一款通用型ＶＧＡ放大器，適合于大控制范圍的壓控增益應(yīng)用。由于其具有從任意低頻到５００ＭＨｚ的工作帶寬，它不但可以處理高達(dá)５００ＭＨｚ的高頻信號(hào)，而且可以通過(guò)頻率擴(kuò)展來(lái)適應(yīng)音頻系統(tǒng)。圖２所示是ＡＤ８３６７在ＶＧＡ工作時(shí)的基本連接電路。圖２中，電路增益ＡＶ與控制電壓ＶＧＡＩＮ成正比。由于ＡＤ８３６７的增益控制率為５０ｄＢ／Ｖ，所以，在ＶＧＡＩＮ以Ｖ為單位時(shí)，電路增益ＡＶ可由下式計(jì)算：ＡＶ＝５０ＶＧＡＩＮ－５當(dāng)電路的線性增益控制范圍為－２．５ｄＢ～４２．５ｄＢ時(shí)，從上式可以推算出ＶＧＡＩＮ所對(duì)應(yīng)的取值范圍為５０

8、ｍＶ～９５０ｍＶ。將電容器ＣＨＰ連接到抵消信號(hào)路徑ｄｃ平衡變化的內(nèi)部漂移控制環(huán)，可設(shè)置信號(hào)通道的高通截止頻率。在不使用該電容時(shí)，可由內(nèi)部電容提供一個(gè)５００ｋＨｚ的缺省高通截止頻率。ＣＨＰ與高通截止頻率的關(guān)系式為：ｆＨＰ＝１０／(ＣＨＰ＋０.０２)式中，ｆＨＰ的單位為ｋＨｚ，ＣＨＰ的單位為ｎＦ。這樣，只要增大ＣＨＰ的值就可以將ＡＤ８３６７擴(kuò)展應(yīng)用到音頻領(lǐng)域。３．２用作ＡＧＣ放大器利用內(nèi)部集成的精確律方根檢波器，ＡＤ８３６７可以方便地配置成單片ＡＧＣ放大器，其基本連接如圖