收稿日期:1999211201,定稿日期:1999212228第30卷第2期2000年4月微电子学MicroelectronicsVol.30,№2Apr.2000:100423365(20000220133203一种低噪声可变增益放大器周大敏(信息产业部电子第四十三研究所,安徽合肥230022摘要:文中介绍了以AD603,通过模式选择、引脚编程,可选择不同的带宽,以及得到不同的增益,可得到最佳的信噪比。关键词:可变增益放大器;:TN722文献标识码:AALow-NoiseVariable-GainAmplifierZHOUDa2min(The43rdInstituteofElectronics,theMinistryofInformationIndustry,Hefei,Anhui230022Abstract:Apracticalcircuitofthelow2noisevariable2gainamplifierispresented,inwhichAD603isthekeydevice.Variousbandwidthsandgainscanbeobtainedbyselectingmodesandprogrammingpins.Anoptimalsignal2noiseratioisachievedbyselectingpropermodeofgaincontrol.Keywords:Variable2gainamplifier;Pin2programming;Low2noiseamplifierEEACC:12201引言在信号的处理中,很多场合都需要低噪声放大器。这种放大器通常采用分立元器件或IC构成。然而,用这种方法进行设计和试验时,由于参数和条件的不同,计算很复杂,而且经常会出现设计与试验结果相去甚远的现象。同时,由于有源器件和IC的增益带宽积为一定值,增益和带宽的设计相互制约,难以协调。本文根据新近的资料,以AD603可变增益放大器为核心器件,成功地设计出几种低噪声放大器,并已应用于信号处理系统及有源天线中。2AD603的工作原理AD603是美国AD公司生产的通用型单片电路放大器,适用于射频和中频AGC系统。通过管脚编程,可选择增益范围从-11dB~+31dB具有90MHz带宽或+9dB~+15dB具有9MHz带宽。任何中频增益范围都可以用一个外接电阻来调整。所产生的输入噪声谱密度仅为113nVHz。图1为AD603的引出端分布图,图2为AD603的功能框图。图1AD603引出端分布图2AD603功能框图AD603包括一个固定增益放大器,前置一个0~42.14dB的宽带无源衰减器,其增益控制比例因数为40dBV。固定增益在两个范围内可分别达到31107dB和50dB,取决于所选择的使用模式,也可通过在5、7两引出端之间并联外电阻使其固定在其间的任一范围。引出端5(FDBK可为使用引出端搭接反馈网络入口的固定增益放大器编程,用引出端设计AD603输出放大器的增益,有三种模式,如图3所示。在默认(default模式中,FDBK不接,产生+9dB~+51dB的范围;“当VOUT”“和FDBK”短接,增益降至-11dB~+31dB;当在“VOUT”“和FDBK”之间接入一个外接电阻时,可以得到任一中间增益:-1dB~+41dB。图4示出了这种模式下对应外部电阻器的最大额定增益。a-10dB~+30dB,90MHz带宽b0dB~40dB,45MHz带宽c+10dB~50dB,9MHz带宽图3典型增益模式图4增益与外接电阻的关系增益控制界面为一个差分、高阻(50M8的输入电压控制前置衰减器。其控制比例为25mVdB。当差动输入电压VG=0时,衰减器的游标处于中心,产生21107dB的衰减。对于最大的宽带范围,就产生一个10dB(-21.07dB+31.07dB的总增益。当控制输入为-500mV时,增益会降低20dB(0.5×40,达到-10dB。当控制输入为+500mV时,增益会增加20dB达到30dB。当此接口在任一方向受到过驱动,增益就会分别达到-11.07dB(-42.14dB+31.07dB或.dB(0+31.07dB。对于+2.0V。这样,AD603:增益(dB=40Vg+10(13低噪声宽带放大器的设计311高增益放大器的设计将两个AD603串联在一起,连成了一个更高增益的放大器,见图5。工作模式选用图3(b。图5高增益放大器两个AD603串联时,必须使用交流耦合,防止每个放大器输出端的直流偏置电压在最大增益时,后面的放大器过载。所需的高通耦合网络仅是一个电容器,如图5中的C1,它与1008电阻在A1的输入端形成10Λs的时间常数,C2在A1的输出端用于阻滞小的直流偏置电压,同时,引入一个约200kHz的高频通道,以抑制低频噪声。电路在+12V单电源下工作。电阻R5、R6、R13、R14将A1和A2的公共管脚偏置到+5V。这个管脚是个低阻抗点,主要为20kHz以下信号提供低阻抗回路。但对于200kHz以上信号,该回路中1ΛF电容可以省略。图5所示电路的增益由电阻R7、R12设定在40dB左右,总的增益可达80dB以上,通过调整R13、R14,其增益范围可增加10dB。两级级联后,总的-3dB带宽会有所减少,但能达到40MHz。增益控制按...