宽范围VGA电路可变增益放大器的设计.doc
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1、宽范围VGA电路可变增益放大器的设计引言可变增益放大器(VGA)可以实现对不同幅度输入信号进行放大,广泛适用在磁盘读取驱动电路,电视调谐器等宽输入动态范围的系统中。在无线信号收发机的模拟前端和通讯AGC系统中,同样起着至关重要的作用。常见的VGA形式多样。通过改变放大器等效跨导的方法,即改变流入负载的信号电流大小来改变增益,如Gilhert结构电路,但其全差分的电路堆叠了多层管子,限制了输出动态范围。可简单地改变输出电阻,但此时输出节点是放大器的主极点,输出电阻的变化将引起带宽大大变化。近来,有不少电路构造指数规律VGA,但电路相对复杂。本文针对某超外差电视中频接收机芯片中的前置可变增益放大器
2、,构造了一种由稳压源,VGA和控制电路组成的新电路结构。该电路从电源电压、动态范围、带宽等关键指标出发,具有高增益,大带宽等特点,并保证了良好的线性度,而且在控制电路设计中还考虑了噪声分配,提高了电路信噪比。结构框图如图1所示。1 电路设计与分析11 稳压电路为了避免外界电源波动及温度变化对MOS管漏源两端电压的影响,提高增益控制的准确性,每级VGA设计配有独立的稳压源。稳压过程是一个负反馈过程,利用调整管跨导的调节,使输出维持在一定范围内,如图2所示。图2中Q1,Q2构成比较器,M3为调整管。当外界电源扰动或负载变化使Vout增大时,Vout的增加量通过电阻R2R4取样得到,Vref-Vbl
3、值下降,比较器输出减小,跨导gm3变小,迫使Vout降低,从而输出稳定的参考电压。工作时:为了消除放大器自激,在电路中加上C1=C2=125 pF。C1跨接在放大器M3两端,形成密勒补偿;C2在反馈回路中和R2并联,形成超前补偿,有效保证相位裕度大于45,提高反馈电路的稳定性。另外加大了调整管M3的尺寸,使(WL)3=10(WL)1、2,保证其在最坏情况下极限参数都有充分的余量,保证电路正常工作。12 VGA电路文献简单采用多晶硅电阻和MOS管并联的结构,利用栅压改变输出电阻值。为了提高线性度和可控性,本文采用输出电阻和射极电阻并存结构,分别并联上不同尺寸的管子P1P5,N1N6,结构简化如图
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