浅谈程控增益放大器及应用
程控增益调整放大器AD603中文资料datasheetpdf
程控增益调整放大器AD603中文资料datasheet pdf越人的程控增益调整放大器AD603中文资料(datasheet,pdf)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。
图1AD603引脚图●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。
程控增益射频宽带放大器
程控增益射频宽带放大器摘要：为实现射频信号的放大和程控增益调节功能，采用压控增益宽带放大器AD8367为核心放大器件，通过MSP430F5529单片机控制高精度数/模转换器TLV5638实现增益步进调节。
前置放大级采用低噪声宽带放大器OPA847，功率输出级采用高速电流反馈宽带放大器THS3201，实现10MHz~110MHz宽带、增益调节范围为12~52dB、步进1dB的射频宽带放大器。
关键字：射频宽带放大器；压控增益；AD8367；MSP430F55291设计方案论证1.1固定带宽增益方案方案一：采用高频三极管如9018等分立元件搭建宽带放大器，本方案带宽足够快，增益高，成本低，但是电路设计复杂，稳定性差，容易发生自激，且三极管存在交越失真等现象，输出精度不高，不满足题目对放大器稳定性和精度的要求。
方案二：采用单片集成低噪宽带放大器，如3.9GHz超高带宽、低失真、电压反馈型运算放大器OPA847，使用集成芯片在保证带宽的基础上，可有效抑制噪声，且性能稳定，电路搭建简单，调试方便。
将集成低噪声宽带放大器作为前置放大器，能够更有效地保证后级系统性能优异。
方案一中由于大量分立元件的引入，使得电路复杂且稳定性差。
方案二采用集成运放，调试方便，稳定性好。
因此，本设计选用方案二。
1.2可控宽带增益方案选择方案一：采用固定增益放大器，切换衰减网络的方法。
首先有放大器级联实现固定增益（发挥部分要求52dB），再由继电器切换衰减网络（如π型或Ｔ型）实现增益控制。
方案二：采用集成可控增益放大器。
选用宽带低噪声线性压控增益放大器AD8367作为增益控制核心器件。
其控制电压由单片机控制DAC产生，其增益控制精度取决于DAC位数。
此方案增益与控制电压呈线性关系，控制精度高，稳定性优良，可实现增益连续可调，两级AD8367级联可实现较宽的增益调节范围。
方案一衰减网络由纯电阻搭建，虽然噪声小成本低，但增益调节精度受限于电阻值调节精度；且引入继电器，将影响高频特性，档位切换也无法实现增益连续可调。
程控增益放大器的几种通用设计方法
程控增益放大器的几种通用设计方法1. 引言1.1 引言程控增益放大器是一种常用的电子元器件，能够对输入信号进行放大，从而实现信号处理和传输。
在现代电子技术领域，程控增益放大器应用广泛，可以用于音频放大、信号采集、通信系统等多个领域。
在设计程控增益放大器时，需要考虑到电路的稳定性、放大倍数、输出功率等因素。
根据不同的需求和应用场景，可以采用不同的设计方法来实现。
本文将介绍几种通用的设计方法，包括反馈电路设计、桥式电路设计和共源共漏极电路设计。
通过深入研究这些设计方法，可以帮助工程师们更好地理解程控增益放大器的原理和工作方式，从而在实际应用中更加灵活地进行设计和调试。
希望本文能为读者提供有益的参考和指导，帮助他们在工程实践中取得更好的成果。
2. 正文2.1 设计方法一：反馈电路设计反馈电路是程控增益放大器设计中常用的一种方法。
通过在放大器的输入端和输出端之间引入反馈回路，可以有效地控制放大器的增益、带宽和稳定性。
反馈电路分为正反馈和负反馈两种类型，其中负反馈是应用最为广泛的一种。
在设计反馈电路时，首先需要选择合适的放大器结构和反馈类型。
常用的放大器结构包括电压放大器、电流放大器和功率放大器。
而在选择反馈类型时，需要考虑到设计的目的和性能要求，比如希望增加放大器的带宽就需要采用带宽增强型反馈电路。
在设计反馈电路时，还需要注意反馈回路的稳定性和相位裕度。
通过合理设计反馈网络中的元件参数，可以提高放大器的稳定性和抑制干扰。
还需要考虑反馈电路的线性度和降噪能力，以确保放大器输出的信号质量。
反馈电路是一种有效的设计方法，可以帮助提高放大器的性能和稳定性。
在实际应用中，设计者需要根据具体需求选择合适的反馈类型和参数，以实现最佳的设计效果。
2.2 设计方法二：桥式电路设计桥式电路设计是一种常用的程控增益放大器设计方法，具有较好的性能和稳定性。
在桥式电路设计中，通过合理选择电阻和电容的数值，可以实现放大器的特定增益和频率响应。
关于程控放大器应用于实验模块的探讨
为了使运放 在零输入 时零输 出， 运 放的 内部 电路是按使 用双 电源 的要求 来设 计 的。交 流放 大 电路采 用 双电 源供 电 ， 可以增 大动 态 范 围。实验室一般采用 以Ｏ Ｖ为中点 的交流信号 源 ， 为了放大无直流 分量 的交 流信号 ， 我们 可以采用 双电源供 电的运算 放大器 。图 １ 是 使用双 电源 的反相输入 式交流放 大电路 。两组 电源 电压 Ｖ 和 Ｖ 相等… 。ｃ １ 为输 入耦合 电容 ， Ｒ 引入直 流和交流负反 馈 ， ｃ 。 隔直流 ， 使 直流形成全 反馈 ， 交流通 过 Ｒ和 Ｃ ． ． 分流 ， 形 成交流部 分反馈 ， 为 电压 并联 负反馈 。 为 了减 小运放输 入偏置 电流造成 的零点 漂移 ， 可以选择 Ｒ Ｉ ＝ Ｒ Ｆ 。引入 深度 电压 并联负 反馈 后 ， 放 大电路的 电压增 益为 因为运放反相 输入端 “ 虚地” ， 所 以放 大电路 的输 入电阻 Ｒ ｉ —Ｒ ； 放大电路的输出电阻 Ｒ ｏ ＝ Ｒ 一 ０ 。无信 号输入时 ， 运 放输出端 的电压 Ｖ 。 ０ Ｖ ， 交流放大 电路 的输 出电 压Ｕ 。 ＝ Ｏ Ｖ ； 交流 信号输 入时 ， 运放输 出端 的 电压 Ｖ 。 在ｖ ～ ＋ Ｖ 之 间变 化， 输 出电压 Ｕ 。 的幅值近似为 Ｖ （ Ｖ ＝ ｖ ） 。
∞一
（ 一） 电路设计 Ｄ Ａ Ｃ ０ ８ ３ ２ 是 采用 Ｃ Ｍ Ｏ Ｓ 工艺 制成的单片直流输 出型 ８ 位数， 模转换 器 。它由如图 ２ 所 示的倒 Ｔ 型Ｒ 一 ２ Ｒ电阻网络 、 模拟开关 、 运算放大器和 参 考 电压 Ｖ Ｒ Ｅ Ｆ 四大部 分组成 。它最 大分 辨率为 ８ 位； 电流稳定 时 间
（ 一） 电路 设计
程控放大器
陕西电子科技学院
本科毕业论文（设计）
关键词：程控增益；集成运放；反馈网络；自动控制
I
Abstract
Programmable gain amplifier is designed in this paper. This structure and function of programmable gain amplifier and its main features are described. Finally cited the use of circuit. Amplifier is one of the most widely used electronic circuits. Its function is to amplify the input signal without distortion. In the broadcast, communication, automatic control, electronic equipment, the amplifier is an essential part of amplifier. Among all kinds of the electronic circuits used in all kinds of electronic instruments and equipments, the integrated operational amplifier is the most widely used analog electronic device. Integrated operational amplifier with different feedback network and using different feedback mode, you can constitute a completely different functions and features a variety of integrated operational amplifier circuit, referred to as the circuit. The operational amplifier circuit is the most basic part in various electronic circuits. The system can achieve gain from the program control, to meet the technical indicators, measurement accuracy, reliability, performance and price is relatively high.
程控增益放大器_电子技术基础课程设计
辽宁工业大学模拟电子技术基础课程设计（论文）题目：程控增益放大器院（系）：电子与信息工程学院专业班级：通信101班学号：学生姓名指导教师：教师职称：起止时间：课程设计（论文）任务及评语目录第一章程增益放大器设计方案论证 (1)1.1程控增益放大器的应用意义 (1)1.2程控增益放大器设计的要求及技术指标 (1)1.3 设计方案论证 (1)1.4 总体设计方案框图及分析 (2)第二章程控增益放大器各单元电路设计 (2)2.1 编码开关的设计 (2)2.2 集成电路运算放大器的设计 (5)2.3增益调整电路设计 (8)第三章程控增益放大器整体电路设计 (8)3.1 整体电路图及工作原理 (8)3.2 电路参数计算 (9)3.3 整机电路的仿真 (9)第四章课程设计的总结 (9)参考文献 (10)附录：器件清单 (11)第一章程控增益放大器设计方案论证1.1程控增益放大器的应用意义程控增益放大器按输出信号的特点分类，可分为模拟式和数字式可编程放大器。
可以通过数字电路控制模拟放大电路的放大倍数。
可以自己设计电路，或者使用一些公司的现成的集成芯片实现。
具体实行的电路很多。
比如DAC＋OP运放；OP运放＋模拟开关；电阻分压网络＋模拟开关+OP运放；集成芯片PGA102；PGA103；AD621；等等。
利用拨码开关的数码代替电位器刻度，具有线性度好、精度高、直观，可直接或间接取代一般线性电位器或多圈线性电位器。
放大器的增益的变化是由数字信号控制其反馈电阻完成的。
程控增益放大器是一种在多通道多参数空间一个测量放大器，多通道放大器的信号的大小并不相同，都是放大至A/D交换器输入要求的标准是电压，因此对各个通路要求测量放大器的增益也不同。
1.2程控增益放大器设计的要求及技术指标1.2.1设计要求：1 .分析设计要求，明确性能指标。
必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。
程控增益放大器的几种通用设计方法
程控增益放大器的几种通用设计方法程控增益放大器（AGC）是一种能够自动调节增益的放大器，它能够在输入信号强弱不一的情况下保持输出信号的稳定性。
在许多无线通信系统和音频设备中，AGC都扮演着重要的角色。
本文将介绍几种常见的程控增益放大器的通用设计方法，帮助读者更好地了解和应用AGC技术。
一、基于反馈的AGC设计方法反馈是一种常见的控制方法，通过对输出信号进行采样并与输入信号进行比较，然后根据比较结果对增益进行调节。
基于反馈的AGC设计方法一般包括以下几个关键步骤：1. 采样输出信号。
通过使用信号检测器或功率检测器来对输出信号进行采样，获取其能量或功率的信息。
2. 与输入信号进行比较。
将采样得到的输出信号能量或功率与输入信号进行比较，得到它们之间的差异。
3. 根据比较结果调节增益。
根据比较结果来控制放大器的增益，使输出信号的能量或功率保持在一个稳定的水平。
基于反馈的AGC设计方法的优点是稳定性高、响应速度快，适用于大多数AGC应用场景。
这种方法也存在一些缺点，比如对反馈路径的稳定要求高、容易产生回音等问题。
与基于反馈的AGC设计方法相对应的是基于前馈的AGC设计方法。
前馈AGC的核心思想是在信号放大前通过控制环路对输入信号进行预处理，从而实现对放大器增益的控制。
基于前馈的AGC设计方法一般包括以下几个关键步骤：1. 使用可变增益放大器。
在输入信号经过放大之前，通过可变增益放大器对信号进行预处理，调节增益来实现对输入信号的控制。
2. 设置控制环路。
设计控制环路，通过对控制信号进行调制来控制可变增益放大器的增益，从而实现对输出信号的稳定控制。
3. 调节控制参数。
通过调节控制环路的一些参数，比如控制信号的幅度、频率等来控制放大器的增益。
随着数字技术的发展，越来越多的AGC设计方法开始采用数字控制的方式。
基于数字控制的AGC设计方法一般包括以下几个关键步骤：1. 数字信号处理。
将输入信号进行数字化处理，并通过一些算法对信号的能量或功率进行测量和分析。
程控增益放大器和自动调整增益放大器的设计
●集成电路应用 程控增益放大器和自动调整增益放大器的设计武汉华中理工大学自控系(430074) 王俊杰 黄心汉摘 要:在很多信号采集系统中都需要进行量程切换,最常用的方法就是调整放大器的增益;在很多场合需要用软件来控制放大器增益,或者放大器能自动调整增益。
结合一些新近推出的集成芯片,给出了实现这两种放大器的一些实用电路。
关键词:程控增益放大器 自动调整增益放大器 D A 在很多信号采集系统中,信号变化的幅度都比较大,如果采用单一的放大增益,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增益。
在自动化程度要求较高的系统中,用手工切换电阻来改变放大器增益的方法是不可取的,这就希望能够在程序中用软件控制放大器的增益,或者放大器本身能够自动调整增益到合适的范围。
下面介绍几种采用不同方案设计的程控增益放大器和自动调整增益放大器。
1 使用具有程控增益放大功能的集成芯片近年来,一些著名的模拟器件生产厂家,如AD (A nalog D evice )公司、BB (BU RR -BROWN )公司等都推出了一系列具有程控增益功能的芯片。
表1列出了几种常见型号。
表1 具有程控增益功能的常见集成芯片芯片名称公司可选的放大增益PGA 102103BB 公司1,10,100PGA 203BB 公司1,2,4,8PGA 202 204BB 公司1,10,100,1000AD 365(带采样保持)AD 公司1,10,100,500AD 524AD 公司1,10,100,1000AD 75068(8通道)AD 公司1,2,4,8,16,32,64,128图1 程控增益放大器电路图这些芯片的性能优越,使用方法简单明了,只需很少的外围器件就能构成一个完美的程控增益放大器。
这里给出由PGA 203构成的程控增益放大器的电路图,如图1所示。
在这里,所有的电源都应当通过一个1ΛF 的钽电容接到模拟地;因为11脚和4脚上的任何电阻都会引起增益误差,所以它们的连线应当尽可能短。
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摘要本文设计是程控增益放大器。
说明了程控增益放大器的结构和功能及其主要的特点。
最后举出了实用电路。
本系统以MCS-51单片机及其扩展，多路转换开关，数控增益放大器等构成了实用性较强的硬件电路。
放大器是应用最广泛的一类电子线路。
它的功能是将输入信号进行不失真地放大。
在广播，通信，自动控制，电子测量等各种电子设备中，放大器是必不可少的组成部分。
在各类电子仪器和设备所采用的电子线路中，集成运算放大器是应用最普遍的模拟电子器件。
集成运放配上不同的反馈网络和采用不同的反馈方式，就可以构成功能和特性完全不同的各种集成运放电子电路，简称运放电路。
这些运放电路是各种电子电路中的最基本的组成环节。
本系统能够实现增益由程序控制，能够满足各项技术指标，测量准确，工作可靠，性能价格比较高。
关键词：放大器，多路转换开关，MCS-51单片机SummaryThis text design is a distance to control to increase benefit enlarger.Elucidation the distance control structure and function of increase the benefit enlarger and it be main of characteristics.The end enumerated practical electric circuitThis system with the MCS-51 list slice machine and it expand, many road conversion switch, number control to increase benefit enlarger etc. constitute the function stronger hardware electric circuit.Enlarger is application the extensive electronics circuit.It of the function carry on importation signal not to lose to really enlarge.At the broadcasting, correspondence, auto control, the electronics measure etc. various electronics equipments in, the enlarger be a constitute of essential to have part.In every variety the electronics circuit for adopt of electronics instrument and equipments, integration operation enlarger is application the most widespread of imitate electronics sparepart.Integration the luck put to go together with up the feedback way of the feedback network and adoption dissimilarity of dissimilarity, can constitute function and characteristic be various totally different integration luck turn on electricity sub- electric circuit, brief name luck turn on electricity road.These lucks' turning on electricity road is in various electronics electric circuit of most basically constitute link.This system can realization increase a benefit from the procedure control, can satisfy each item technique index sign, measure accurate, work credibility, function price more Gao.Keyword:Enlarger, many road conversion switch, MCS-51 list slice machine目录前言第一章MCS-51单片机及其扩展1．1MCS-51系列单片机系统结构1．2MCS-51单片机的扩展第二章多路转换开关简介第三章数控增益放大器的基本原理第四章测量放大器4．1 测量放大器的原理4．2 测量放大器的选择4．3 测量放大器在数控增益放大器中的应用第五章数控增益放大器实例5．1 PFA100多路输入数控增益运算放大器5．2 AD612/614数控增益测量放大器5．3 程序示例结束语致谢参考文献前言随着近代超大规模集成电路的出现，微处理器及其外围芯片有了迅速的发展。
集成技术的最新进展之一是将cpu和外围芯片。
和程序存储器，数据存储器，并行，串行I/O口，定时/计数器，中断控制器及其他控制部件集成在一个芯片中，制成单片计算计。
而近年来推出的一些文档单片机还包含有许多特殊功能单元。
如A/D,D/A转换器，调制解调器，通信控制器，锁相环，DMA浮点运算单元。
因此，只要外加一些扩展电路及必要的通道接口，就可以构成各种计算机应用系统。
如：工业控制系统，数据采集系统，自动测试系统等。
在单片机测控系统的输入通道中，如果输入为多点巡回检测系统，多参数测量系统，输入通道为多输入结构。
如果系统中只有一个单片机时，单片机只能分时对这些信号进行采样。
无论是多点测量系统，还是多参数测量系统，各路传感器输出的信号电平都会有较大的差异，一般在A/D变换前都要经过放大，然后，通过A/D变换后送入单片机数据总线。
为了满足多路分时多路分时传送，输入通道中必须配置多路开关。
多路开关的选择由单片机控制，而多路开关在通道中的插入位置应根据传感器输出信号状况而定。
当传感器输出信号电压微弱时应先进行放大，再接入多路开关。
如果传感器输出信号电压较大，应先接多路开关再进行放大。
如果传感器输入信号电平差异较大时，放大器应选用数控增益放大器，以满足不同模拟输入通道的不同增益要求。
因此，数控增益放大器是根据多输入通道系统中的不同模拟输入的不同增益要求而设置而设置，它具有应用灵活，使用经济等特点。
下面举出了一个程控增益放大器实现框图。
图1 程控增益放大器实现框图程控增益放大器是以放大器为基础通过单片机，多路转换开关和电阻网络等一起构成的。
如图中所示，单片机对多路转换开关进行控制，而多路转换开关又经过与测量放大器相连，并通过控制精密增益调节电阻网络，使精密增益调节电阻网络来调节测量放大器，最终实现程控增益放大器。
如已知信号源所需放大倍数，并把这些放大倍数的对应数字量存入ROM中，当需要输入某信号时，则单片机将该对应的放大倍数从ROM中取出，经过多路转换开关，精密增益调节电阻网络等，使放大器按这个放大倍数输出，既完成了程控增益。
下面以可编程增益放大器MCP6S2X为例。
ＭＣＰ６Ｓ２８芯片的内部结构图（其它类似）如图２所示。
由图可见，ＭＣＰ６Ｓ２Ｘ芯片内部由一些简单的功能模块构成，可共同完成多路选择、可变增益调节等功能。
ＭＣＰ６Ｓ２Ｘ具有多路选择输入（ＭＵＸ）模块，共有八路输入，可由软件设置通道选择。
不用的输入引脚应悬空，以使输入电流最小。
当然，接ＶＤＤ或ＶＳＳ时，芯片也能正常工作但输入电流会变大。
内部运放部分主要由运放、增益转换器、梯形电阻(ＲＬＡＤ＝ＲＦ＋ＲＧ)等组成，可完成信号的放大和带宽选择，提高输出电压的精确度。
ＳＰＩ逻辑控制部分主要提供片选信号、同步时钟、串行输入输出、上电复位、控制指令和数据读写以完成通路选择和增益控制等功能。
上电复位电路ＰＯＲ（Ｐｏｗｅｒ－ＯｎＲｅｓｅｔ）的功能是：当电源电压低于ＰＯＲ的限定电压时ＶＤＤ＜ＶＰＯＲ≈１．７Ｖ使内部ＰＯＲ电路复位所有的内部寄存器，并使芯片运行在关机模式下。
当ＶＤＤ大于ＶＰＯＲ时，ＰＯＲ又使芯片恢复正常。
另外，用ＭＣＰ６Ｓ２６、ＭＣＰ６Ｓ２８还可以实现多个芯片的连接，其连接形式为串行接口方式。
多片连接时，前一个芯片的ＳＯ引脚应连到后一个芯片的ＳＩ引脚，依此类推，它们可共用ＳＣＫ和ＣＳ引脚在前述的基础上本文将集中介绍：MCS-51单片机及其扩展，多路转换开关原理及其应用，数控增益放大器的原理及其应用的情况，并着重以AD612/614数控增益测量放大器为重点典型来研究。
第一章MCS-51单片机及其扩展一MCS-51系列单片机系统结构MCS-51系列单片机的典型产品为8051，8751，8031。
8051是ROM型单片机，内部有4k字节工厂掩膜编程的Rom程序存储器；8751是EPROM型单片机，内部4k字节用户可编程的EPROM程序存储器；8031是无ROM程序存储器的单片机，它必须外接EPROM 程序存储器。
除此之外，8051，8751和8031的内部结构是完全相同的，都具有硬件资源。
.面向控制的8位CPU.128个字节内部ROM数据存储器.32位双向输入输出线.一个双工的异步串行口.两个十六位定时器/计数器.五个中断源，两个中断优先级.时钟发生器.可以寻址64k字节的程序存储器和64k字节的外部数据存储器MCS-51的系统简化结构图如1-1所示；管脚图见1-2.Vss接地端.Vcc电源端.RST/P0复位端.E A 8031中接低电平.XTAL1振荡器输入.XTAL2振荡器输入.ALE/PROG锁存器信号出现在P0地址信号,.PSEN用来信号选通ROM(外部).P0 P3为四个I/O口图1—1MCS-51结构简图图1—2 8051引脚图1.2 MCS-51单片机的扩展MCS-51单片机具有很强的系统扩展能力，可以扩展64k字节的程序存储器和64k 字节的数据存储器或输入输出口及应用系统的设计更灵活，对用户的要求的适应性也更强MCS-51的P0口和P2口可以直接作为输入输出口使用，也可以作为扩展总线口使用，MCS-51系列单片机主要是通过P0口和P2口进行系统扩展的。
由于本系统需要4k字节的程序存储器,而8031是内部无ROM型的单片机。