CN205232167U - 一种基于vca810和ad8561的自动增益控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于VCA810和AD8561的自动增益控制电路，包括VCA810压控放大器，根据反馈得到的增益控制电压控制放大倍数；与VCA810压控放大器输出端相连接的固定增益放大器；和反馈模块，反馈模块包括与VCA810压控放大器输出端相连接的AD8561高速比较器、用于对比较器的输出信号进行检波的检波电路和用于将检波得到的电压转换至VCA810压控放大器控制电压范围内的控制电压调整电路，控制电压调整电路输出增益控制电压至VCA810压控放大器的电压增益控制端。本实用新型可根据输出电压，实时调整压控放大器的增益控制电压，通过负反馈使得放大后的输出电压基本保持恒定。

Description

一种基于VCA810和AD8561的自动增益控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种基于VCA810和AD8561的自动增益控制电路，属于信号处理技术领域。

背景技术

在通讯领域，存在许多诸如雷达、超声波等在空间中进行无线传播的信号。这些信号随着传输距离和气候情况等的改变，信号幅度会出现较大范围的变化，甚至时强时弱。这类信号的波动性特别明显，给后级电路系统的信号采集与信号处理带来了极大的麻烦。

如果后级接收电路按照固定放大倍数来放大输入信号，则放大后的信号必然会存在幅度过大或过小、难以保持一致的问题。在输出电压幅度过大的极端情况下可能会烧毁后级电路芯片；而输出电压幅度过小的话，后级处理系统则无法识别需要处理的信号。

因此，在放大电路中引入负反馈，使得电路能够根据输入信号放大后的幅度来不断改变电路的放大倍数，使放大后的信号最终在一定的幅度范围内保持一致。这也就是自动增益控制电路，即AGC电路。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种基于VCA810和AD8561的自动增益控制电路，可根据输出电压，实时调整VCA810压控放大器的增益控制电压，通过负反馈使得放大后的输出电压基本保持恒定。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

本实用新型的一种基于VCA810和AD8561的自动增益控制电路，包括VCA810压控放大器，根据反馈得到的增益控制电压控制放大倍数；

与所述VCA810压控放大器输出端相连接用于缓冲及二级放大的固定增益放大器，可根据需求调整固定放大倍数；

和反馈模块，用于控制VCA810压控放大器的电压放大倍数，所述反馈模块包括与VCA810压控放大器输出端相连接用于比较VCA810压控放大器输出电压与输出幅度控制电压的AD8561高速比较器、用于对AD8561高速比较器的输出信号进行检波的检波电路和用于将检波得到的电压转换至VCA810压控放大器控制电压范围内的控制电压调整电路，所述控制电压调整电路输出增益控制电压至VCA810压控放大器的电压增益控制端，从而调整VCA810压控放大器的放大倍数使其输出电压保持恒定；

输入信号经过VCA810压控放大器和固定增益放大器两级放大后输出。

上述VCA810压控放大器包括VCA810芯片、与VCA810芯片1号引脚相连接的第一SMA座子、连接在VCA810芯片1号引脚与第一SMA座子之间用于保证高频信号阻抗匹配的第一电阻和与VCA810芯片3号引脚相连接的第一充放电电容，所述第一SMA座子、第一电阻及第一充放电电容的另一端均接地；输入信号通过第一SMA座子连接到VCA810芯片的1号引脚，控制电压调整电路输出的增益控制电压连接到VCA810芯片的3号引脚，VCA810压控放大器的输出信号从VCA810芯片的5号引脚输出。

上述固定增益放大器具体采用的是OPA690固定增益放大器。

上述OPA690固定增益放大器包括OPA690芯片和与OPA690芯片6号引脚相连接用于保证输出信号阻抗匹配的第二电阻，所述第二电阻的另一端连接到第二SMA座子上，所述第二SMA座子的另一端接地；所述VCA810压控放大器的输出信号连接到OPA690芯片的3号引脚。

上述AD8561高速比较器包括AD8561芯片，所述AD8561芯片的2号引脚连接到VCA810压控放大器的输出端，AD8561芯片的3号引脚连接到输出幅度调节电路，AD8561芯片的输出端为7号引脚。

上述输出幅度调节电路包括第三电阻、连接在AD8561芯片3号引脚与第三电阻之间的第一电容和滑动变阻器，所述滑动变阻器的滑动端与第三电阻的另一端相连接，所述第一电容的另一端接地；通过调节所述滑动变阻器的阻值来改变偏置电压并间接决定VCA810压控放大器的输出电压。

上述检波电路包括开关二极管、与开关二极管负向端相连接的第四电阻和与第四电阻相并联的第二充放电电容；所述AD8561芯片的输出端连接到开关二极管的正向端，所述开关二极管导通时，AD8561芯片7脚输出的信号通过第四电阻对第二充放电电容充电，所述第二充放电电容上的电压即为检波电路的输出电压。

上述控制电压调整电路包括TL082芯片和直流偏置电路，所述TL082芯片的1、2、3号脚构成第一运算放大器；5、6、7号脚构成第二运算放大器，用作减法器；所述直流偏置电路包括第五电阻和与第五电阻另一端相连接的第六电阻，构成一个定值分压电路，提供定值偏置电压；所述第五电阻与第六电阻的公共端连接到TL082芯片的3号引脚，并且其1号引脚和2号引脚相连，从而共同构成了一个电压跟随器，其7号引脚通过第七电阻与6号引脚相连接，并且1号引脚和2号引脚的公共端通过第八电阻与6号引脚相连接；所述TL082芯片的5号引脚连接到检波电路输出，所述减法器将检波电路输出减去直流偏置电压，得到增益控制电压，并连接到VCA810压控放大器的电压增益控制端。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点是在于：

(1)可完成对1Hz-30MHz正弦信号的自动增益控制，在输出电压不大于2.5Vpp的情况下，带内波动不超过1dB，且输出信号无明显失真；

(2)自动增益控制响应时间短，响应时间为毫秒级；

(3)可通过滑动变阻器实时调整自动增益控制电路的输出电压，简单便捷；

(4)电路的输入信号采用SMA座子，且并联电阻接地，实现阻抗匹配，减少信号的损失和外界信号的干扰。

附图说明

图1是本实用新型的自动增益控制电路原理框图；

图2是本实用新型的VCA810压控放大器电路原理图；

图3是本实用新型的OPA690固定增益放大器电路原理图；

图4是本实用新型的AD8561高速比较器及检波电路原理图；

图5是本实用新型的控制电压调整电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

参见图1，本实用新型的一种基于VCA810和AD8561的自动增益控制电路，包括VCA810压控放大器、OPA690固定增益放大器、AD8561高速比较器、检波电路和控制电压调整电路。输入信号经过VCA810压控放大器和VCA810压控放大器两级放大后输出。其中，VCA810的电压放大倍数受反馈部分电路的控制，OPA690为固定增益放大，可根据需求调整OPA690的固定放大倍数。

图1中，虚线框中的AD8561高速比较器、检波电路和控制电压调整电路共同构成了系统的反馈部分，该反馈部分通过比较VCA810的输出电压和基准电压的大小，得到一个控制电压，并连接到VCA810的增益控制端，从而调整VCA810的放大倍数，借助负反馈使VCA810的输出电压基本保持恒定。

参见图2，输入信号连接到VCA810的1号引脚，输入信号通过第一SMA座子接入电路，同时并联50欧姆第一电阻接地，保证高频信号的阻抗匹配，减少输入信号的损失和外来信号的干扰；VCA810的增益控制电压连接到3号引脚，3号引脚上并联一只30pF的第一充放电电容到地；压控放大器输出信号从5号引脚输出。

参见图3，OPA690固定增益放大电路采用同相放大电路，放大倍数为可根据实际需求调整固定增益放大倍数。6号引脚串联50欧姆第二电阻到地，并连接到第二SMA座子上，保证输出信号的阻抗匹配。OPA690在本电路中起到了缓冲与二级放大的作用。

参见图4，AD8561为高速比较器，AD8561的2号引脚连接到压控放大器输出端，3号引脚连接到直流偏置电路。偏置电路包括第三电阻、连接在AD8561芯片3号引脚与第三电阻之间的第一电容和滑动变阻器，偏置电路的偏置电压可通过调节滑动变阻器R₁₅的阻值来改变，并间接决定了压控放大器的输出电压。AD8561输出端为7号引脚。

参见图4，检波电路包括开关二极管、第四电阻R8和第二充放电电容C2。AD8561输出端连接到开关二极管1N4148正向端，1N4148的负向端连接着并联的第四电阻R8和第二充放电电容C2。电容C2起到了充放电电容的作用，二极管导通时，信号通过电阻R8对电容C2充电，电容C2上的电压为检波电路输出电压。

参见图5，控制电压调整电路中的TL082是一枚高带宽双运算放大器。第五电阻R1和第六电阻R4构成了一个偏置电路，偏置电压等于偏置电压连接到TL082的3号引脚，并且1号引脚和2号引脚相连，共同构成了一个电压跟随器。TL082的5号、6号和7号引脚是另一个运算放大器的同相输入端、反向输入端和输出端，与电阻第八电阻R3、第七电阻R6构成了一个减法器。TL082的5号引脚连接到检波电路输出，减法器将检波电路输出减去直流偏置电压，得到增益控制电压，连接到VCA810的电压增益控制端。

综上所述，压控放大器VCA810依靠反馈得到的控制电压控制放大倍数；高速比较器AD8561比较的是VCA810输出电压和偏置电压，使用开关二极管和充放电电容对比较器的输出信号进行检波；TL082将检波得到的电压转换至VCA810的控制电压范围内，使得VCA810能够正常工作；OPA690起着二级放大与级联缓冲的作用。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种基于VCA810和AD8561的自动增益控制电路，其特征在于，包括VCA810压控放大器、与所述VCA810压控放大器输出端相连接的固定增益放大器和反馈模块；所述反馈模块包括与VCA810压控放大器输出端相连接的AD8561高速比较器、用于对AD8561高速比较器的输出信号进行检波的检波电路和用于将检波得到的电压转换至VCA810压控放大器控制电压范围内的控制电压调整电路，所述控制电压调整电路的输出端与VCA810压控放大器的电压增益控制端相连接。

2.根据权利要求1所述基于VCA810和AD8561的自动增益控制电路，其特征在于，所述VCA810压控放大器包括VCA810芯片、与VCA810芯片1号引脚相连接的第一SMA座子、连接在VCA810芯片1号引脚与第一SMA座子之间用于保证高频信号阻抗匹配的第一电阻和与VCA810芯片3号引脚相连接的第一充放电电容，所述第一SMA座子、第一电阻及第一充放电电容的另一端均接地；输入信号通过第一SMA座子连接到VCA810芯片的1号引脚，控制电压调整电路输出的增益控制电压连接到VCA810芯片的3号引脚。

3.根据权利要求1所述基于VCA810和AD8561的自动增益控制电路，其特征在于，所述固定增益放大器具体采用的是OPA690固定增益放大器。

4.根据权利要求3所述基于VCA810和AD8561的自动增益控制电路，其特征在于，所述OPA690固定增益放大器包括OPA690芯片和与OPA690芯片6号引脚相连接用于保证输出信号阻抗匹配的第二电阻，所述第二电阻的另一端连接到第二SMA座子上，所述第二SMA座子的另一端接地；所述VCA810压控放大器的输出信号连接到OPA690芯片的3号引脚。

5.根据权利要求1所述基于VCA810和AD8561的自动增益控制电路，其特征在于，所述AD8561高速比较器包括AD8561芯片，所述AD8561芯片的2号引脚连接到VCA810压控放大器的输出端，AD8561芯片的3号引脚连接到输出幅度调节电路，AD8561芯片的输出端为7号引脚。

6.根据权利要求5所述基于VCA810和AD8561的自动增益控制电路，其特征在于，所述输出幅度调节电路包括第三电阻、连接在AD8561芯片3号引脚与第三电阻之间的第一电容和滑动变阻器，所述滑动变阻器的滑动端与第三电阻的另一端相连接，所述第一电容的另一端接地。

7.根据权利要求1所述基于VCA810和AD8561的自动增益控制电路，其特征在于，所述检波电路包括开关二极管、与开关二极管负向端相连接的第四电阻和与第四电阻相并联的第二充放电电容；所述AD8561芯片的输出端连接到开关二极管的正向端。

8.根据权利要求1所述基于VCA810和AD8561的自动增益控制电路，其特征在于，所述控制电压调整电路包括TL082芯片和直流偏置电路；所述直流偏置电路包括第五电阻和与第五电阻另一端相连接的第六电阻；所述第五电阻与第六电阻的公共端连接到TL082芯片的3号引脚，并且其1号引脚和2号引脚相连，其7号引脚通过第七电阻与6号引脚相连接，并且1号引脚和2号引脚的公共端通过第八电阻与6号引脚相连接；所述TL082芯片的5号引脚连接到检波电路输出。