基于AD8367的大动态范围AGC系统设计

2 70 MHz中频AGC设计方案
这里的70 MHz中频AGC由两级AD8367串联组成，通过合理分配两级VGA的增益比例，AGC匹配良好，合理设计滤波器，设计的70 MHz中频AGC最终达到70 dB动态范围，同时具有优秀的线性增益性能和16 MHz带宽。设计方案框图如图2所示，主要包括AD8367、输入输出衰减、匹配网络、增益补偿、低通带通滤波和环路控制等部分。

2．1工作原理
AD8367的优秀线性控制性能和45 dB的动态范围非常适合70 MHz中频AGC设计。但一级AD8367显然无法达到70dB动态范围，同时其输入输出阻抗都是200Ω，与该设计方案50 Ω特征阻抗存在阻抗不匹配。另外，其片内集成500 MHz带宽平方律检波器的宽带检波器与该设计方案16 MHz带宽则存在虚假检波。
该设计方案的输入／输出端口的3 dB起隔离作用，避免对其前级和后级产生影响。80 MHz的低通LC滤波器衰减其二次谐波信号，可避免对该设计的增益产生影响。
除了两级AD8367是200 Ω特征阻抗外，其他器件特征阻抗都是50 Ω，因此在两级AD8367的输入输出端口都有匹配网络进行阻抗变换，尽量减小其插损。设计采用LC匹配网络，插损单级只有4 dB。
70 MHz中频AGC的幅频特性主要取决于SAW 70 MHz滤波器。因此，采用带宽16 MHz的SAW 70 MHz滤波器。该滤波器的过渡带陡峭，但其插损很大(达14 dB)，为补偿该滤波器的插损和两级AD8367之间匹配网络带来的插损，在其后串联放大器，放大器增益为18 dB。
调节第2级AD8367后串联的放大器增益，以及整个70MHz中频AGC的输出幅度，从而达到设计需求，放大器后串联的70 MHz LC滤波器可衰减放大器输出的二次谐波信号，保证中频AGC具有良好的选择性。
通过外置检波器对70 MHz LC滤波器的输出信号进行检波，解决片内存在的虚假检波问题，保证小信号输入时检波可靠。检波器输出与期望的中频AGC输出电平相减产生误差信号。通过环路滤波控制两级AD8367的增益，第l级AD8367的是第2级AD8367增益电压的O．75倍，这样在满足中频AGC 70 dB动态范围的同时，尽量提高其输入信号的二三阶交调点，保证中频AGC具有良好的线性。

图3为中频AGC的分析模型，其中，x(t)为输入信号强度检波电压，y(t)为输出信号强度检波电压，r(t)为期望输出信号强度检波电压，△(t)为检波电压误差电平，h(t)为环路滤波器的冲激响应，m(t)为增益电平。
使用该模型分析70 MHz中频AGC。从第1级AD8367的输出端口到第2级AD8367的输入端口之间匹配网络和增益补偿放大器的总增益是0 dB。两级AD8367可用1个VGA代替，只是该VGA的控制电压／增益斜率是35 mV／dB。
2．2减法器与环路滤波器设计
该设计检波输出后的减法器和环路滤波器是通过运算放大器实现，其电路结构如图4所示。图5给出70 dB动态范围的70 MHz中频AGC实现电路。