PDF《电路笔记 CN-0390》

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0 Circuits from the Lab? reference designs from Analog Devices have been designed and built by Analog Devices engineers. Standard engineering practices have been employed in the design and construction of each circuit, and their function and performance have been tested and verified in a lab environment at room temperature. However, you are solely responsible for testing the circuit and determining its suitability and applicability for your use and application. Accordingly, in no event shall Analog Devices be liable for direct, indirect, special, incidental, consequential or punitive damages due to any cause whatsoever connected to the use of any Circuits from the Lab circuits. (Continued on last page) One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 www.analog.com/cn Fax: 781.461.3113 ?2016 Analog Devices, Inc. All rights reserved. 电路笔记 CN-0390 Circuits from the Lab?参考设计是经过测试的参考设计, 有助于加速设计,同时简化系统集成,帮助并解决当今 模拟、混合信号和 RF 设计挑战.如需更多信息和/或技 术支持,请访问:www.analog.com/cn/CN0390. 连接/参考器件 ADL6010 快速响应、45 dB范围、0.5 GHz至43.5 GHz包络检波器 ADA4077-1

4 MHz、7 nV/√Hz、低失调和漂移、高 精度放大器 HMC985A GaAs电压可变衰减器,10 GHz至40 GHz HMC635 GaAs RF放大器,18 GHz至40 GHz

20 GHz 至37.5 GHz,RF 自动增益控制(AGC)电路 评估和设计支持 电路评估板 CN-0390 电路评估板(EVAL-CN0390-EB1Z) 设计和集成文件 原理图、布局文件、物料清单 电路功能与优势 自动增益控制(AGC)电路在很多应用中都非常重要,例如频 率合成器的幅度稳定、发射机输出功率控制或接收机动态 范围优化.图1所示电路采用ADL6010 检波器、HMC985A电压可变衰减器(VVA)和HMC635 RF 放大器, 在很宽的输入频率(20 GHz 至37.5 GHz)和幅度范围内 提供自动增益控制.在20 GHz 和30 GHz 之间,电路性能 (通过本电路笔记中介绍的 AGC 品质因数来衡量)非常 好.在30 GHz 以上,电路的总增益会下降.然而,利用 匹配技术(本电路笔记未予讨论)可以改善窄带性能. 该AGC 电路适用于微波仪器仪表和雷达测量系统. RF IN RF OUT VSET VCONTROL HMC985A VVA 10dB DIRECTIONAL COUPLER ADA4077-1 OP AMP ADL6010 DETECTOR HMC635LC4 RF AMPLIFIER 13968-001 图1. 电路框图 CN-0390 电路笔记 Rev.

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11 13968-002 图2. EVAL-CN0390-EB1Z AGC印刷电路板(PCB)照片 电路描述 AGC应用领域 许多RF应用要求对幅度进行非常精确的控制,使其随时间 和温度的漂移最小化.举例来说,要求NBS可追溯校准的 仪器就是有这种要求的应用例子,其校准间隔时间可能很 长,比如每年一次或两次.其他应用包括相控阵雷达,其 幅度和相位控制的精度限制了波束赋形精度.本电路采用 的方法是将集成电路运算放大器用于环路控制器,通过出 色的增益控制来补偿RF器件增益随输入幅度、RF频率和 温度的变化. 实际操作中,VSET直流偏置控制输出幅度.根据环路的 精度要求,最可能的应用是利用8位至12位DAC驱动此直 流偏置.这种方法可以对RF输出幅度进行数字控制.虽然DAC不是本电路笔记的一部分,但有许多选项可用,例如ADI公司的AD5621 12位nanoDAC. AGC工作原理 此类AGC电路背后的核心思想是让RF信号的幅度保持稳 定,RF信号可能随着频率、温度或时间而变化.通常,此 电路有两路输入.第一路输入是给定幅度的RF输入,其包 络需要稳定.第二路输入是施加于VSET引脚的的直流控 制,正是利用此输入来设置输出幅度.图3显示了这种简 单环路. RF OUTPUT VSET 10dB DIRECTIONAL COUPLER 10dB TAP ADA4077-1 OP AMP RF INPUT (X) VGAINCTRL (Z) (Y) DETECTOR HMC635LC4 RF AMPLIFIER 13968-003 图3. 简单AGC环路 图3显示差动放大器用来比较VSET电压和检波器电路产生 的电压.检波器将RF放大器输出幅度转换为直流电压. RF输入(X)在环路中间注入,故对RF输出(Y)而言,X任何 变化的影响都被降至最低.只要总环路增益保持很高水 平,这种效应便成立.通过以下等式可以阐释这种效应: Y = X * Z )