3.2 AGC电路设计
图3为AGC模块的电路图。中频输入信号Vin首先送至LMH6505的输入端,经放大后的信号Vout从输出端输出;同时Vout经肖特基二极管VDI 整流后送至积分检波器的输入负端-IN,积分器正端+IN接参考电平Vref因为积分器的实际输入为两输入端的电压差,故调整Vref令其等于期望输出信号幅度减去二极管VDI上的压降,即可完成上述比较功能。这里积分器中运算放大器选用超宽带运放LMH6609,以满足对反馈电路频率特性的要求;适当调整积分电路C1与R3的值,令其时间常数满足输出信号的频率要求,积分器输出的电压便会趋向于一稳定值,再绎R1与R2分压调整,直接送至LMH6505 的电压控制端,从而完成闭环反馈。
LMH6505的应用电路中,输入信号Vin的最大幅度与Rg成正比,是Rg的±7.4倍,Rf 用来调整LMH6505的增益范围,最大增益为Rf/Rg的0.94倍。由此看出,涮整实际增益范围受Rf与Rg的共同约束。当输入大信号时,Rg值需也较大,若此时需要最大增益较大,则又使Rf更大。经实际测量,Rf值大于50 kΩ会导致LMH6505的反馈电流过小,使整体增益系数急剧下降,并增大输出的直流偏置,故当要求较宽的动态范围时,LMH6505更适用于仅包括输入弱信号放大或输入大信号衰减的系统。
3.3 低通滤波器电路设计
由于截止频率较高,并考虑到设计成本与器件体积问题,该设计选用双通道宽带运放 LMH6715构建四阶巴特沃思有源低通滤波器,如图4所示。图4中LMH6715_A与LMH6715_B实际集成在一起。由于信号在前级已经过自动增益控制处理。故该滤波器通带增益为1,经验证该滤波器通带波纹为50 dB,-3 dB截止频率为29.8 MHz,阻带衰减为40 dB,满足设计需求。
4 仿真结果分析
该电路经过PSPICE仿真,在输入频率为10 MHz,幅度为0.1 V的正弦波时,输入/输出波形如图5所示;在输入频率为30 MHz,幅度为4 V的正弦波时,输入/输出波形如图6所示。可以看出,输出信号的幅度基本稳定在0.9 V,中频下闭环增益可调范围大于30 dB,由于后级连接隔直电容,输出的暂态时间约为400 ns,实际增益调整暂态时间约70 ns。在信号带宽10 MHz情况下闭环增益可调范围大于40 dB,电路增益带宽积为500 dBMHz,二次谐波比大于40 dB。