王蓉晖，刘 钢

(1.吉林建筑大学电气与计算机学院，吉林长春 130118；2.空军航空大学基础部，吉林长春 130022)

增益可控的射频放大器设计

王蓉晖1，刘 钢2

(1.吉林建筑大学电气与计算机学院，吉林长春 130118；2.空军航空大学基础部，吉林长春 130022)

本设计采用增益可控的集成运放AD8367和固定增益集成运放H580两级电路实现，宽带放大器以AD8367为核心，完成压控增益放大系统的增益调整、单片机实现步长4dB的控制调节。该硬件电路增益可调，步进间隔小，且具有形式简单、频带宽、增益高、AGC动态范围广等特点。

放大电路；增益可控；频带宽度

1 概述

本系统主要的电路由可控增益和固定增益模块组成。增益可控模块由运放AD8367作为核心器件，AD8467是高性能的45dB可变增益放大器，具有500M的增益带宽积，它由线性增益控制，工作范围从低频到几百兆的高频。采用AD公司最新的X-AMP的结构，增益响应的范围，平滑度和准确度都非常理想。固定增益模块的核心器件是H580，根据它的标准电路来搭建符合要求的电路，使它放大相应的倍数。

2 系统总体框图

系统总体框图如图1所示。为了实现通频带宽、增益可调的设计要求，采用宽带运放、可变增益放大电路。为了克服高频电路的自激振荡，采用一定的抗干扰措施。电路由直流稳压电源给放大电路提供电源电压，保证电路有合适的静态工作点。信号发生器采用任意波形发生器Agilent E4432B，用示波器观察输出电压波形。

图1 增益可控射频宽带放大器系统总体框图

3 理论分析与计算

本设计采用16选1数字控制模拟开关控制电阻分压网络衰减调节增益进行电压控制增益，利用欧姆定律电阻分压的电路将信号进行分压。设置增益调节控制电路输出电压范围为0.1～1V；每级增益为4dB。

AD8367具有45dB增益可调，3dB带宽达到500MHz，片上集成有律方根检波器，可实现有可控制线性增益的高性能4db可变增益放大器，并在任意低频到500MHz的频率范围内稳定工作。通过控制MODE引脚外接地端，选择GAIN DOWN工作模式，即增益随电压递减，满足公式

Gain(dB)=45-50*Vgain.

4 系统电路设计

4.1 AD8367电路原理图

根据芯片资料，AD8367基本连接压控增益模式如图2所示。

图2 AD8367基本连接压控增益图

4.2 H580电路原理图

以H580为主要芯片做固定增益模块，搭建符合要求的电路，使它放大相应的倍数，如图3所示。

图3 H580模块电路原理图

5 系统测试与结果分析

5.1 测试条件与仪器

测试条件：检查多次，仿真电路和硬件电路必须与系统原理图完全相同，并且检查无误，硬件电路保证无虚焊。

测试仪器：高精度的数字毫伏表、模拟示波器、数字示波器、数字万用表、指针式万用表。

5.2 测试结果

测试结果见表1。

表1 测试结果(数据)

5.3 测试分析与结论

根据上述测试数据，可以得出如下结论：

(1)放大器的电压增益AV≥40dB，输入电压有效值Vi≤20mV，其输入阻抗、输出阻抗均为50Ω，负载电阻为50Ω，且输出电压有效值Vo≥2V，波形无明显失真；(2)在75～108MHz频率范围内增益波动不大于2dB；(3)-3dB的通频带不窄于60～130MHz，即fL≤60MHz、fH≥130MHz；(4)实现AV增益步进控制，增益控制范围为12～40dB，增益控制步长为4dB，增益绝对误差不大于2dB，并能显示设定的增益值。

6 结语

本设计的宽带放大器以AD8367为核心，完成压控增益放大系统的增益调整，同时通过增加射极输出器实现阻抗匹配、外加硬件电路实现电压转换，外加保护措施有效地抑制了高频信号的噪声和自激振荡。

[1]高吉祥,黄智伟,陈和.高频电子线路[M].北京:电子工业出版社.

[2]黄智伟.无线数字收发电路设计[M].北京:电子工业出版社,2003.

[3]黄智伟.电子电路计算机仿真设计[M].北京:电子工业出版社,2004.

[4]黄智伟.射频集成电路原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2004.

The Design of RF Amplifier with Gain be Controlled

WANG Rong-hui1，LIU Gang2

(1.School of Eletrical Engineering and Computer,Jilin Jianzhu University, Changchun Jilin 130118, China；2.Basic Department, Aviation University of Air Force, Changchun Jilin 130022, China)

This design is realized with two-stage circuit implementation that are controllable gain amplifier AD8367 and fixed gain Op-Amp integrated H580 .The corebroadband is amplifier of AD8367, it can complete the voltage controlled of gain amplifier system, the gain adjustment, the MCU control of step 4dB regulation. The hardware circuit can be adjusted, the step is small, and has the advantages of simple form, wide bandwidth, high gain and wide AGC range.

amplifying circuit; gain control; bandwidth

2015-09-01

国家安全生产监督管理总局项目(2012-126)。

王蓉晖(1972- )，女，吉林长春人，吉林建筑大学电气与计算机学院教授，硕士研究生，从事智能建筑中的节能控制研究。

TN722

A

2095-7602(2015)12-0018-03