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ad603手册1. 简介AD603是ADI（Analog Devices Inc.）推出的一款低噪声，宽带可变增益放大器。
该芯片内部集成了一个控制电压输入端，可通过调节该输入电压实现增益的控制。
本手册将为您介绍AD603的主要特性，电路连接，使用方法和一些应用示例。
2. 主要特性2.1 低噪声：AD603采用了高性能放大器核心，能够在低噪声环境下提供出色的信号放大效果。
2.2 宽带性能：该芯片的带宽范围从DC到40MHz，可以满足多种应用场景的需求。
2.3 可变增益：AD603的增益范围为-14dB到20dB，通过控制电压输入端的电压，可以轻松地调节增益。
2.4 供电电压范围：AD603可以在单电源供电下工作，供电电压范围为5V到15V，非常适合嵌入式系统等低功耗应用。
2.5 稳定性：该芯片具有良好的温度稳定性和电源稳定性，保证了信号放大的一致性和可靠性。
3. 电路连接AD603的电路连接非常简单，下面是一种常见的连接方式：3.1 高频输入端（INHI和INLO）：将要放大的信号输入到INHI和INLO引脚，可以通过串联电容和电阻来完成信号的直流分离和控制输入阻抗。
3.2 控制电压输入端（VGAIN）：通过改变VGAIN引脚的电压，可以实现对增益的控制，增益和控制电压之间存在线性关系。
3.3 电源端（VD+和VD-）：将正负电源连接到VD+和VD-引脚，供芯片工作所需的电能。
3.4 输出端（OUTHI和OUTLO）：从OUTHI和OUTLO引脚输出放大后的信号，可以通过串联电阻和电容来滤除直流分量和控制输出阻抗。
4. 使用方法AD603的使用方法非常简单，下面是一般的步骤：4.1 电路连接：按照上述的电路连接方式，将AD603与其他电路元件连接好。
4.2 供电：将适当的电源电压接入VD+和VD-引脚，确保芯片正常工作。
4.3 增益控制：通过控制电压输入端（VGAIN）的电压，调节增益到合适的值。
基于AD603程控宽带放大器的设计摘要本设计是采用AD603可控增益放大器芯片设计的一款高增益，高宽带直流放大器，采用两级级联放大电路了，提高了放大增益，扩展了通频带宽，而且具有良好的抗噪声系数，采用AT89S52芯片控制数模转换(DAC0832芯片)进行程控放大控制，在0—20MHz频带内，放大倍数在0-40dB之间进行调节，增益起伏为1dB。
系统具有键盘输入预置，增益可调和液晶显示，具有很强的实际应用能力。
关键词：AD603,AT89S52,DAC0832，程控放大器，高增益放大器1、方案论证及比较1.1 总体方案框图本系统原理方框图如图1所示。
本系统由前置放大器、中间放大器、末级功率放大器、控制器、键盘及稳压电源等组成。
其中前置放大器、中间放大器、末级功率放大器构成了信号通道。
图1 系统原理框图1.2 增益控制部分方案一原理框图如图2所示，场效应管工作在可变电阻区，输出信号取自电阻与场效应管与对V’的分压。
采用场效应管作AGC控制可以达到很高的频率和很低的噪声，但温度、电源等的漂移将会引起分压比的变化，用这种方案很难实现增益的精确控制和长时间稳定。
图 2 场效应管放大器电路图方案二采用可编程放大器的思想，将输入的交流信号作为高速D/A的基准电压，这前置中间末级键51单片U U稳220V时的D/A作为一个程控衰减器。
理论上讲，只要D/A的速度够快、精度够高就可以实现很宽范围的精密增益调节。
但是控制的数字量和最后的增益(dB)不成线性关系而是成指数关系，造成增益调节不均匀，精度下降。
方案三使用控制电压与增益成线性关系的可编程增益放大器PGA，用控制电压和增益（dB）成线性关系的可变增益放大器来实现增益控制（如图3）。
根据题目对放大电路的增益可控的要求,考虑直接选取可调增益的运放实现,如AD603。
其内部由R-2R梯形电阻网络和固定增益放大器构成,加在其梯型网络输入端的信号经衰减后,由固定增益放大器输出,衰减量是由加在增益控制接口的参考电压决定;而这个参考电压可通过单片机进行运算并控制D/A芯片输出控制电压得来,从而实现较精确的数控。
AD603: 低噪声、90 MHz可变增益放大器Product DescriptionAD603是一款低噪声、电压控制型放大器，用于射频(RF)和中频(IF)自动增益控制(AGC)系统。
它提供精确的引脚可选增益，90 MHz带宽时增益范围为−11 dB至+31 dB，9 MHz带宽时增益范围为+9 dB 至+51 dB。
用一个外部电阻便可获得任何中间增益范围。
折合到输入的噪声谱密度仅为1.3 nV/√Hz，采用推荐的±5 V电源时功耗为125mW。
增益以dB为线性，经过精密校准，而且不随温度和电源电压而变化。
增益由高阻抗(50 MΩ)、低偏置(200 nA)差分输入控制；比例因子为25 mV/dB，仅需1 V增益控制电压便可获得中间40 dB的增益范围。
无论选择何种范围，均提供1 dB的超量程和欠量程。
对于40 dB变化，增益控制响应时间不到1 μs。
差分增益控制接口允许使用差分或单端正或单端负控制电压。
可将数个这种放大器级联起来，由其增益控制增益偏置以优化系统信噪比(SNR)。
AD603可以驱动低至100 Ω的负载阻抗，且失真较低。
对于采用5 pF 分流的500 Ω负载，10 MHz、±1 V正弦输出的总谐波失真典型值为-60 dBc。
进入500 Ω负载的额定峰值输出最小值为±2.5 V。
AD603采用专有的专利电路结构X-AMP®。
X-AMP含有0 dB至-42.14 dB可变衰减器，后接固定增益放大器。
由于存在衰减器，放大器永远不必处理较大输入，并且可以用负反馈来定义其(固定)增益和动态性能。
衰减器具有经激光调整至±3%的100 Ω输入阻抗，并且包括一个7级R-2R梯形网络，由此获得6.021 dB的触点间衰减。
利用专有插值技术，可提供以dB为单位的线性连续增益控制功能。
AD603的工作温度范围为−40°C至+85°C。
放大器AD603模块目录1. 模块功能 (2)2. 工作原理 (2)3. 内部结构 (3)3.1 AD630运放芯片 (3)3.2 TLV5618 DAC芯片 ................................................................ 错误！未定义书签。
4. 放大器AD603电路原理图 (4)4.1放大器AD603模块原理图 (4)4.2放大器AD603模块印制版图（顶层） (5)4.3放大器AD603模块印制版图（底层） (5)4.4放大器AD603模块印制版图（丝印层顶层） (5)4.5放大器AD603模块印制版图（丝印层底层） (5)5. 参考文献 (6)6. 使用方法 (6)7. 测试数据和截图 (7)8. 其他 (7)1. 模块功能AD603是一种具有程控增益调整功能的芯片,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。
它提供精确的、可由管脚选择的增益，它的增益是线性变化的,且在温度和电源电压变化时有很高的稳定性,增益变化的范围40dB，增益控制转换比例25mV/dB，响应速度为40dB，变化范围所需时间小于1μs。
AD603内部包含一个七级R-2R梯形网络组成的0dB到-42.14dB的可变衰减器和一个固定增益的放大器，此固定增益放大器的增益可通过外接不同反馈网络的方式改变,以选择AD603不同的增益变化范围。
增益在-11～+30dB时的带宽为90Mhz，增益在+9～+41dB时具有9MHz带宽。
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。
2. 工作原理AD603内部结构图如图2.1.1所示。
AD603由一个可通过外部反馈电路设置固定增益GF（31.07~51.07）的放大器、0~-42.14dB的宽带压控精密无源衰减器和40dB/V的线性增益控制电路构成。
AD603是一款低噪声、电压控制型放大器，适用于射频（RF）和中频（IF）自动增益控制（AGC）系统。
以下是AD603的手册概述：
1. 功能特点
-低噪声：AD603具有极低的噪声系数，可提供优异的信号放大性能。
-电压控制型：AD603采用电压控制型放大器设计，可提供精确的增益控制。
-高增益：AD603的增益范围为+31dB至-11dB，可满足不同应用的需求。
-宽带宽：AD603的带宽可达到90MHz，可满足高频信号放大的需求。
2. 技术指标
-电源电压：+5V至+15V
-输出功率：最大2W（+20dBm）
-增益：+31dB至-11dB
-噪声系数：≤1.2dB@1MHz，≤1.8dB@10MHz
-工作温度：0℃至70℃
3. 应用
AD603适用于射频和中频自动增益控制系统，可广泛应用于雷达、卫星通信、无线电广播、卫星导航等领域。
4. 注意事项
-在使用AD603前，应仔细阅读手册，确保正确连接电路和电源。
- AD603的输入和输出阻抗应匹配，否则会影响放大效果。
-在使用AD603时，应注意保护器件和电路，避免过载和损坏器件。
以上是AD603的手册概述，如果需要更详细的操作指南，请查阅AD603的官方手册或在线教程。
本科课程设计题目：宽带程控放大器姓名卢少林学号2008130330院（系）物理与信息科学学院电子系专业、年级电子信息科学与技术 2008级指导教师朱晋二○一一年十月概要本设计是采用AD603可控增益放大器芯片设计的一款高增益，高宽带直流放大器，采用两级级联放大电路了，提高了放大增益，扩展了通频带宽，而且具有良好的抗噪声系数，采用AT89S52芯片控制数模转换(DAC0832芯片)进行程控放大控制，在0—20MHz频带内，放大倍数在0-40dB之间进行调节，增益起伏为1dB。
系统具有键盘输入预置，增益可调和液晶显示，具有很强的实际应用能力。
关键词：AD603,AT89S52,DAC0832，宽带直流放大器，程控放大器，高增益放大器系统方案框图设计原理：本设计采用模块化组合而成，共有十个模块，各模块的分析如下所示，采用模块分析的原因是便于检测，容易对系统进行进一步的改进与研究。
小信号（10MHz ，50mV ）从函数发生器进入信号输入，经衰减50倍后被送入AD603进行放大处理，然后送入AD811功率放大外加20欧姆的负载电阻，AD603的放大倍数由单片机AT89S52芯片经过D/A 模数转换模块，控制电压转换模块控制，放大倍数有键盘输入，并在1602液晶上显示出来，函数信号发生器输出的信号和系统输出信号分别通过峰值检波电路，将信号的峰值读入单片机中，并在1602液晶上显示出来，以便于验证实验的正确性。
信号输入衰减电路由于函数信号发生器产生的小信号经过信号线输出到电路输入端的过程中，由于环境干扰可能导致干扰信号的幅度较输入信号的幅度还大，从而导致程控放大器不能正常工作，因此本实验增加了高宽带的衰减电路，衰减幅度是50倍，使函数信号发生器产生较大的信号，经过衰减电路进入系统中，能够有效的减小干扰而使程控放大器正常工作。
本实验采用OPA642芯片作为衰减电路的核心，OPA642具有高宽带，抗干扰能力强等优点，能够很好保证电路的性能指标。
AD603程控增益调整放大器AGC电路常用于RF/IF电路系统中，AGC电路的优劣直接影响着系统的性能。
因此设计了AD603和AD590构成的3~75dBAGC电路，并用于低压载波扩频通信系统中的数据集中器。
在很多信号采集系统中，信号变化的幅度都比较大，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。
AD603的特点、内部结构和工作原理（1）AD603的特点AD603是美国AD公司继AD600后推出的宽频带、低噪声、低畸变、高增益精度的压控VGA芯片。
可用于RF/IF系统中的AGC电路、视频增益控制、A/D范围扩展和信号测量等系统中。
（2）ad603引脚排列是、功能及极限参数AD603的引脚排列如图1所示，表1所列为其引脚功能。
引脚1 增益控制输入“高”电压端（正电压控制）引脚2 增益控制输入“低”电压端（负电压控制）引脚3 运放输入引脚4 运放公共端引脚5 反馈端引脚6 负电源输入引脚7 运放输出引脚8 正电源输入●电源电压Vs：±7.5V；●输入信号幅度VINP：+2V；●增益控制端电压GNEG和GPOS：±Vs；●功耗：400mW；●工作温度范围；AD603A：-40℃～85℃；AD603S：-55℃～+125℃；●存储温度：-65℃～150℃（3）AD603内部结构及原理AD603内部结构图如图2所示。
AD603由一个可通过外部反馈电路设置固定增益GF（31.07~51.07）的放大器、0~-42.14dB的宽带压控精密无源衰减器和40dB/V的线性增益控制电路构成。
图2 AD603内部结构图AD603利用了X-AMP由一个0~-42.14dB的可变衰减器及一个固定增益放大器构成。
其中，可变衰减器由一个七级R-2R梯形网络构成，每级的衰减量为6.02dB，可对输入信号提供0~-42.14dB的衰减。
X-AMP 结构的一个重要优点是优越的噪声特性，在1MHz宽带，最大不失真输出为1Vrms时，输出x信噪比为86.6dB。
连续控制下的输入增益控制计算AD603的简化原理框图如上图2所示，它由无源输入衰减器、增益控制界面和固定增益放大器三部分组成。
图中加在梯型网络输入端（VINP）的信号经衰减后，由固定增益放大器输出，衰减量是由加在增益控制接口的电压决定。
增益的调整与其自身电压值无关，而仅与其差值VG有关，由于控制电压GPOS/GNEG端的输入电阻高达50MΩ，因而输入电流很小，致使片内控制电路对提供增益控制电压的外电路影响减小。
以上特点很适合构成程控增益放大器。
图2中的“滑动臂”从左到右是可以连接移动的。
当VOUT和FDBK两管脚的连接不同时，其放大器的增益范围也不一样。
当脚5和脚7短接时，AD603的增益为40Vg+10，这时的增益范围在-10～30dB。
当脚5和脚7断开时，其增益为40Vg+30，这时的增益范围为10～50dB。
如果在5脚和7脚接上电阻，其增益范围将处于上述两者之间。
AD603的增益控制接口的输入阻抗很高，在多通道或级联应用中，一个控制电压可以驱动多个运放；同时，其增益控制接口还具有差分输入能力，设计时可根据信号电平和极性选择合适的控制方案。
（4）工作原理概述信号从精密无源梯形网络的输入短输入，对输入信号的衰减量由高阻（50兆欧）低偏流差分输入的增益控制电路的控制电压VG（VGPOS-VGNEG）决定，即由VG控制梯形网络的“滑动触点”至相应的“节点”处，可实现0~-42.14dB的衰减。
固定增益放大器的增益GF通过VOUT与FDBK端连接形式确定，当VOUT与FDBK端短路连接时，GF=31.07dB；当VOUT与FDBK之间开路时，GF=5.07dB；在OUT与FDBK之间外接意的电阻REXT，可将GF设置为31.07~51.07dB之间的任意值。
值得注意的是，在该模式下其增益精度有所降低，当外接电阻为2千欧左右时，增益误差最大。
若在VOUT与FDBK端连接一个电阻可获得一个稍高的增益，最大增益约为60dB。
超过Thr30℃时，OT端输出低电平（过热关闭信号）。
图9中 WARN信号及OT信号都输入微控制器uC中。
其温度特性与输出特性如图10示。
图9中的FANON为风扇开控制端,当此端口低电平时，不管温度是多少，风扇被打开（一般正常工作时，此端接Vdd）。
VT1可驱动12V直流无刷电机，工作电流可达250mA.（5）带风扇故障检测的风扇控制器带风扇故障检测的风扇控制器的工作原理如图11所示。
当温度超过阀值温度Thr时，比较器P1输出高电平，VT导通，风扇工作。
VT的集电极电流Ic通过检测电阻Rsen到地，在Rsen上端的电压Vsen=Ic*Rsen。
当电机正常时，Vsen电压大于P2的基准电压，P2输出高电平；当电机绕组断线（或VT 损坏），Vsen=0，P2的基准电压大于Vsen，P2输出低电平, 表示电机有故障（或VT损坏了），此信号一般送至uC。
计算机需要更高的控制精度中央处理器需要高达±1℃的精度测量技术才能使系统控制的温度精度由以往的±6℃提高到±3℃，这样也可缩小上下限控制温度范围，使中央处理器的工作性能更好。
这对于便携式计算机来说，上下限控制温度范围越小，不仅性能更好，而开动散热风扇所消耗的电能也越小，这点是十分重要的。
为了满足这个要求，各半导体器件公司纷纷推出各种新型风扇控制器，如AD公司开发的ADM1030/ADM 公司开发的LM86，MAXIM公司开发的MAX6654及MICROCHIP公司的TC652/653等，这些器件在70~100℃或60~100℃温度内远程温度测量精度都可达±1范围，满足Intel公司提出的要求，它们采用11位A/D 变换器，其分辨率可达0.125℃。
设计AD603的增益，可设置位三种形式。
模式一：将VOUT与FDBK短路，即为宽频带模式（90MHz宽频带），AD603的增益设置为-11.07dB~+31.07dB.模式二：VOUT与FDBK之间外接一个电阻REXT，FDBK与COMN端之间接一个5.6uF的电容频率补偿。
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一与模式三之间的增益值。
当REXT=2.15千欧时，增益范围为-1~+41dB。
模式三：VOUT与FDBK之间开路，FDBK对COMN连接一个18uF的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+8.92~+51.07dB，带宽为9MHz.在以上三种模式中，增益G（dB）与控制电压VG的关系曲线如图2所示。
当VG在-500mV~+500mV范围内以40dB/V（既25mV/dB）进行线性增益控制，增益G(dB)与控制电压VG之间的关系为：GdB）=40VG+Goi（i=1,2,3），其中VG=VGPOS-VGNEG（单位为伏特），Goi分别为三种不同模式的增益常量：GO1=10dB，GO2=10~30dB（由REXT决定，当REXT=2.15千欧时，GO2=20dB），GO3=30dB。
当VG<-500mV或VG>+500mV时，增益（dB）与控制电压VG之间不满足线性关系,当VG=-526mV时，Gmin(dB)=GF-42.14；VG=+526mV时，Gmax（dB）=GF。
高增益要求下AD603级联应用在要求高增益的场合，可采用两片或多片AD603级联的形式，级间通常采用电容耦合。
两片AD603级联时，总增益控制范围为84.28dB=(42.14*2).在级联应用中，有两种增益控制连接方式，即顺序控制方式和并联控制方式。
可根据实际应用情况选择，其选择取决于是要获得最高即时噪比还是优化增益误差波动。
顺序控制方式（优化S/N）两片AD603级联的顺序控制方式是将两片AD603的两个正增益控制输入端（GPOS）以并联形式由一个正电压VG（GPOS对地的电压）驱动，而两级的负增益控制输入端（GNEG）分别加一个稳定的电压，使VG1 和VG2满足2*0.526V的点位差是，则第一级的增益达到最大值是,第二级的增益才从最小值开始提高。
在顺序控制方式中，ISNR（即时信噪比）在增益控制范围内维持可能的最高水平。
并联控制方式两片AD603级联的控制方式是将两级的正增益控制输入端（GPOS）以并联的形式由一个正电压VG驱动，而两级的负增益控制输入端（GNEG）以并联形式接地或加一个稳定的电压，即VG1=VG2，于是两级的增益同步变化，并联控制方式在线性范围内的控制能力为80dB/V（40dB/V*2），即在较小的控制电压下便可获得较高的增益，其总增益是单片AD603的两倍。
但在并联方式工作时其增益误差是顺序控制方式的两倍，输出信造币随着增益的提高而线性降低。
低增益波动方式（最小增益误差方式）由于即使在增益温度状态下也存在一定的增益误差，且呈现周期性的纹波状态，若设置两片AD603级联时所对应的VG1和VG2间存在合适的电位差（约93.75mV），即可使两级的增益误差相互抵消，以实现在所需增益范围内总增益误差最小。
AGC实用电路AD603的原理可知，其增益控制VG若与输入信号成反比，便可实现AGC功能，获得AGV电路的增益控制电压，通常采用半波检测电路或RMS（有效值）电路。
本文结合实际应用给出了一种利用AD590与一只三极管等组成宽范围温度补偿的半波检测电路和两片AD603级联而构成的AGC实用电路，如图3所示。
宽范围温度补偿的半波检测电路由温度传感器AD590（典型值为1A）、Q、R2和CAV构成，基本原理为：在VOUT为正半周时Q截止，在VOUT为负半周时Q导通，流入CAV的平均电流Icav=Iad590-Iqc （温度在300K时，Iad590=300uA），当增益控制电压Vcav处于稳定状态时，在一个周期内Q中的整流电流的平均值必须与Iad590保持平衡，如果AD603的输出幅度太小以至于不满足改条件，则Vcav将迅速上升，引起增益提高，最终使Q充分导通。
