可变增益放大器电路设计

电子设计竞赛题目：可变增益放大器学院：自动化工程学院班级：08级自动化二班学号：200840604055姓名：杨嘉伟时间：2010年11月16日设计任务一、题目设计制作一个增益可变的交流放大器。

二、要求1．基本部分（1）放大器增益可在0.5倍、1倍、2倍、3倍四档间巡回切换，切换频率为1Hz；（2）可以随机对当前增益进行保持，保持时间为5s，保持完后继续巡回状态；（3）对指定的任意一种增益进行选择和保持（保持时间为5s），保持完后返回巡回状态；（4）通过数码管显示当前放大电路的放大倍数，用0、1、2、3分别表示0.5、1、2、3倍；2．发挥部分（1）对于不同的输入信号自动变换增益：a．输入信号峰值为0—1V，增益为3；b．输入信号峰值为1—2V，增益为2；c．输入信号峰值为2—3V，增益为1；d．输入信号峰值为3V以上，增益为0.5；（2）通过数码管显示当前放大电路的放大倍数，用0、1、2、3分别表示0.5、1、2、3倍。

基础部分一、设计方案及组成框图分析设计要求，确定大致思路如下：①这个电路可以采用反相比例放大器实现对输入信号进行放大。

A u=-R f/R 控制反相比例放大电路的反馈电阻实现放大器增益的变换, 即控制R f的阻值。

输出信号经过反相跟随器，使输入信号与放大信号同相。

②想实现R f的自动变换，需的使用模拟开关进行控制。

而要想实现电路的自动切换，需要使用多谐振荡器输出脉冲进行控制。

③要想对一种增益进行选择和保持，需要用一个单稳态触发器来实现电路这一功能。

④想随机和任意地对一种增益选择和保持，需要用到触发式单刀双掷开关以及逻辑与、逻辑或构成逻辑电路对其进行控制。

⑤最后该电路主要部分，则通过计数器计数来控制模拟开关。

另外想实现显示这一功能，需的加一个译码器驱动数码管，实现增益档位的显示。

如上所示流程图：由555组成的多谐振荡电路产生频率为1Hz的振荡波形，由555组成的单稳态实现对增益保持5秒的功能。

AD8370是美国AD公司推出的一种低成本、数字控制的可变增益放大器，它具有高IP3和低噪声系数以及优良的失真性能和较宽的带宽，可以广泛应用于差分ADC驱动器、IF采样接收器、射频／中频放大中间级、SAW滤波器接口、单端差动转换器中。

文章介绍了AD8370的基本原理及应用设计方法。

关键词：AD8370；数字控制；可变增益；放大器１ 概述ＡＤ８３７０是美国ＡＤ(ＡＮＡＬＯＧ ＤＥＶＩＣＥＳ ＩＮＣ)公司推出的一种低成本、数字控制的可变增益放大器，它具有高ＩＰ３和低噪声系数。

由于其具有优良的失真性能和较宽的带宽，所以特别适合作为现代接收器设计中的增益控制器件应用。

图１是ＡＤ８３７０的原理框图。

在宽输入动态范围应用中，ＡＤ８３７０可提供两种输入范围，分别对应于高增益模式和低增益模式。

它内部的一个７位衰减器在提供２８ｄＢ的衰减范围时，分辨率高于２ｄＢ，而在２２ｄＢ的衰减范围时，分辨率高于１ｄＢ。

ＡＤ８３７０的输入增益选择范围为１７ｄＢ，可输出低失真的高电平。

ＡＤ８３７０可通过在ＰＷＵＰ引脚上输入合适的逻辑电平来上电或者断电。

当关闭电源时，ＡＤ８３７０的消耗电流小于５ｍＡ，并可提供优良的输入输出隔离。

ＡＤ８３７０采用ＡＤＩ 高速ＸＦＣＢ方法，因而可在宽带情况下提供高频率和低失真特性，其典型静态电流为７８ｍＡ。

ＡＤ８３７０可变增益放大采用的是密集的１６脚ＴＳＳＯＰ封装，工作温度范围为－４０℃～＋８５℃。

其主要特点如下：●差动输入为２００Ω；●差动输出为１００Ω；●噪声系数为７ｄＢ（最大增益时）；●频带宽度可从低频到７００ＭＨｚ（－３ｄＢ）；●具有４０ｄＢ的精确增益范围；●带有串行７位接口；●可通过管脚编程低、高增益，其中低增益范围为－１１～１７ｄＢ，高增益范围为＋６～３４ｄＢ；●输入动态范围很宽；●单电源可低至３Ｖ。

ＡＤ８３７０可应用于差动ＡＤＣ驱动器、ＩＦ采样接收器、射频／中频放大中间级、ＳＡＷ滤波器接口以及单端差动转换等领域。

面向IMT-A应用的可变增益放大器(PGA)设计与实现的开题报告一、课题背景及研究意义随着科学技术的不断发展和进步，无线通信技术已经日趋成熟和普及。

对于不同的无线通信系统，要求的信号处理能力和功率范围不尽相同，而可变增益放大器 (PGA) 适用于广泛的应用领域，如调制、解调、滤波、直通/混频、低噪声前置放大器、射频/中频驱动、参考振荡器等。

因此，PGA 设计与实现的研究意义重大。

目前，PGA 已经成为一种重要的射频模块，尤其适用于全频带，多模式和多标准无线电覆盖。

在国际移动通信标准（IMT）标准下的应用包括2G，3G，LTE和WiMAX等，可变增益放大器的性能也将影响这些无线通信系统的性能和质量。

二、研究现状及存在问题对于可变增益放大器的设计，主要研究方向包括传输线，GM-C配置，基于OTA的结构，双差分放大器，以及相合策略等。

然而，针对 IMT-A 应用，这些传统设计方式仍存在一定的问题，如性能不稳定、复杂的布局、难以实现拓扑，以及低功率等问题。

因此，需在现有研究的基础上，考虑到移动用户的使用场景和环境，探索更优秀的 IMT-A 应用 PGA 技术，提高PGA 的性能并提高系统的整体性能，为无线通信系统的普及和发展提供帮助。

三、研究内容和研究方法（一）研究内容本论文将侧重于 IMT-A 应用场景下 PGA 的设计与实现，主要研究内容包括以下三点：（1）可变增益放大器的设计及其性能分析。

（2）设计低功耗的PGA电路拓扑，并提出改进方案。

（3）利用Cadence软件进行虚拟设计，验证PGA电路的可行性及其性能。

（二）研究方法通过文献阅读、Circuit simulation等方法，实现对PGA电路设计的深入研究，并进行重要性能参数的定量分析。

此外，利用 Cadence 软件平台进行仿真实现及其相关性能测试，进一步验证所设计的PGA电路的可行性和实用性。

四、预期结果和成果应用价值本论文的预期结果包括：（1）提出针对 IMT-A 应用场景下的 PGA 电路设计方案。

可变增益放大器的设计赵悦;张罡帅;郭玉会【摘要】该文提出了可变增益放大器的设计方法,以实现对放大增益的实时控制,且对于输入信号的带宽以及频率都可以灵活调整,使得放大器的应用方式更加灵活、应用领域更加宽广。

文中采用可编程放大器AD603作为可变增益放大器,使用单片机进行控制电压的调整,对实现方法进行了详细的阐述,对该系统进行测试及结果分析。

【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2012(000)022【总页数】1页(P57-57)【关键词】可变增益;放大器;编程【作者】赵悦;张罡帅;郭玉会【作者单位】保定供电公司,河北保定071000;保定供电公司,河北保定071000;华北电力大学（保定）,河北保定071000【正文语种】中文【中图分类】TN722伴随着计算机科学与技术迅猛的发展，使用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。

为了充分发挥和利用数字电路在信号处理上的强大功能，工程中可以先把模拟信号按比例转换成数字信号，然后利用数字电路对该信号进行处理，之后再输出处理过的模拟信号。

放大功能是模拟信号处理电路中最常用到的，它是通过放大器电路实现的，大多数模拟电子系统中都应用了不同类型的放大电路。

放大电路也是构成其他模拟电路的基本单元电路，如滤波、振荡、稳压等功能电路。

本文以放大器为研究核心，讨论数字和模拟电路组成智能控制放大器增益的系统。

目前实现可变增益放大器的方法有多种，常用的方法是采用普通带宽放大器构成的放大电路，而AGC(Auto Gain Control)部分则是采用分立元件构成的，利用反馈的方法改变放大器的增益。

同时采用场效应管作为AGC的控制端可实现高频率和噪声低的放大效果，但是这种放大器的精确增益控制受限于温度和电源的漂移影响，很难实现稳定性。

为实现放大器的可编程控制，则需采用控制电压与增益成线性关系的可编程放大器，放大器AD603的增益可通过编程控制。

AD603是一款低噪声、温度稳定性高的可编程控制增益的放大器，其增益与单片机的控制字成线性关系，因此能实现可变增益控制放大器。