高增益要求下AD603级联应用(转载)

Posted on 2011-06-15 15:49  蓝色星宇  阅读(2072)  评论(0编辑  收藏  举报

     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。R2的选取由带隙基准原理所确定,适当选择R2使之满足VOUT=VBE+VR2=1.2V(即VR2=500mV)时,VOUT在较宽的温度范围内将是稳定的。对方波而言,在输入信号稳定时,Vcav应保持稳定,则Q在导通的半个周期内发射极电流应为600uA,于是的R2=833欧,实际应用中时正弦波并非方波,R2的推荐值为806欧。由于AD590、R2和Q的配合适用,在很宽的温度范围内将使VOUT保持稳定。C2用于改善频率特性。另外,改变CAV的值可改变AGC的时间常数,CAV的取值一般在0.1~1uF之间。

两片AD603以并联控制方式连接,两级的GNEG端布并联接于0.5V的电平上,GPOS端并联,由半波检测电路的控制。两级的VOUT与FBDK之间均接10千欧电阻,即为模式二工作方式,其输出幅度为1.2Vrms,增益范围为+3~+75dB。频带不小于20MHz。

    图3是由两级AD603构成的具有自动增益控制的放大电路,图中由Q1和R8组成一个检波器,用于检测输出信号幅度的变化。由CAV形成自动增益控制电压VAGC,流进电容CAV的电流Q2和Q1两管的集电极电流之差,而且其大小随A2输出信号的幅度大小变化而变化,这使得加在A1、A2放大器1脚的自动增益控制电压VAGC随输出信号幅度变化而变化,从而达到自动调整放大器增益的目的。

  


图4是AD603在信号采集系统中的应用电路,两级AD603构成程控增益放大器。该电路采用二级AD603顺序级联构成,其输出经过高速A/D采样后,由DSP计算需调节的增益量并控制A/D以获得调节增益控制电压,从而精确地控制放大器的增益。图中的C16、C17、C18、C19用于电源去耦;C20、C21、C26为放大器的级间耦合电容;C23,C25用于AD603频响的高频提升。


AD603注意事项

  在AD603的应用中要注意以下几点:

                     


(1)供电电压一般应选为±5V,最大不得超过±7.5V。

  (2)在±5V供电情况下,加在输入端VINP的额定电压有效值应为1V,峰值为±1.4V,最大不得超过±2V。如要扩大测量范围,应在AD603的前面加一级衰减。这样可使输出电压峰值的典型值达到±3.0V。因此AD603后面通常要加一级放大才能接A/D转换器。

  (3)电压控制端所加的电压必须非常稳定,否则将造成增益的不稳定,从而增加放大信号的噪声。

  (4)信号必须直接连在放大器的脚4,否则将由于阻抗较大而引起放大器精度的不准。
 

 

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