基于vca820的壓控增益放大器設(shè)計(jì)

1、基于vca820的壓控增益放大器設(shè)計(jì)摘要對于壓控增益放大器的設(shè)計(jì)，采用可調(diào)增益運(yùn)放，并給出測試數(shù)據(jù)。關(guān)鍵詞：VCA820 增益控制一、設(shè)計(jì)要求（一）設(shè)計(jì)要求采用壓控增益放大（VCA820）。（二）輸入1mv輸出1v。（三）用TINA軟件仿真，給出仿真結(jié)果，畫出原理圖。二、方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)壓控增益放大器有多種方案，本設(shè)計(jì)采用VCA820作為放大電路的核心部件。VCA820的增益與控制電壓成線性關(guān)系，最大帶寬能達(dá)到150MHz,增益控制范圍為-20dB到20dB，精度較高。所以選用VCA820作為運(yùn)放以達(dá)到實(shí)驗(yàn)的要求。三、原理分析電路前級可控增益放大，后級放大電路為OPA695控制的放大電路，VCA8

2、20放大電路接入反饋，經(jīng)過后級放大輸出達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)框圖如下：圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖四、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)（一）VCA820簡介TI公司的VCA820芯片是一款直流耦合、寬帶寬線性放大器，通過改變控制電壓能夠連續(xù)改變放大倍數(shù)。它提供高阻抗單端轉(zhuǎn)換的差分輸入，增益控制一般通過設(shè)置增益電阻和反饋電阻從理論上最大值設(shè)定到40dB。VCA820的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由兩個(gè)輸入緩沖和集成了一個(gè)乘法器內(nèi)核的輸出電路反饋放大級，該電路提供了一個(gè)無須外接緩沖就能有完整可變電壓增益系統(tǒng)。最大增益由外部兩個(gè)電阻設(shè)置，這為設(shè)計(jì)提供了很大靈活性。VCA820帶寬增益放大器，在控制電壓作用下，該器件可以提供精確的增益，按Vout/

3、Vin線性變化，基本增益為：Vout/Vin=RfRGVG+RfRG-RdR1,其中VG是控制電壓輸入，電壓基本增益為（V/V），調(diào)節(jié)VG可實(shí)現(xiàn)對數(shù)增益的調(diào)節(jié)。下圖為VCA820的電路圖。圖2 Vca820外部電路圖（二）電路設(shè)計(jì)電壓輸入，Rg接口串接電阻，經(jīng)過內(nèi)部電路由輸出口輸出。輸出后接電阻，接入反饋電路，在經(jīng)過opa695放大電路放大達(dá)到運(yùn)放要求。反饋電路接入通過opa820電路返回。電路原理圖如圖所示：圖三 電路原理圖五、仿真設(shè)計(jì)及其結(jié)果（一）仿真軟件介紹TI公司提供的第三方軟件TINA。該軟件的具體功能包括：在模擬電路分析方面，Tina Pro除了具有一般電路仿真軟件通常所具備的直流

4、分析、瞬態(tài)分析、正弦穩(wěn)態(tài)分析、傅立葉分析、溫度掃描、參數(shù)掃描、最壞情況及蒙特卡羅統(tǒng)計(jì)等仿真分析功能之外，還能先對輸出電量進(jìn)行指標(biāo)設(shè)計(jì)，然后對電路元件的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。此外，它具有符號分析功能，即能給出時(shí)域過渡過程表達(dá)式或頻域傳遞函數(shù)表達(dá)式；具有RF仿真分析功能；具有繪制零、極點(diǎn)圖、相量圖、Nyquist圖等重要的仿真分析功能。Tina Pro具有八種虛擬測量儀器，各儀器與元件之間采用虛擬連線。其虛擬測試儀器（如 多蹤示波器）的動(dòng)態(tài)演示功能，是極好的電類教學(xué)輔助工具。Tina Pro的仿真分析結(jié)果，如波形圖可方便地與電路圖粘貼在界面中，對輸出打印及分析資料的完整保存十分便利。（二）電路仿真結(jié)果

5、本仿真設(shè)計(jì)要求是輸入1mV的信號，輸出1V且VCA820設(shè)置放大倍數(shù)在40dB（即放大100倍），故要達(dá)到1000倍（1V/1mV）的放大一級是不行的。這里采用了二級放大的電路設(shè)計(jì)，第一級放大在經(jīng)過反饋電路，然后接入放大器達(dá)到放大要求。下面的圖為本次設(shè)計(jì)的仿真圖。圖四 信號分析圖1圖四 信號分析圖2圖五 波形圖六、設(shè)計(jì)分析總結(jié) 開始對于軟件是一點(diǎn)也不知道的，我自己對于專業(yè)知識(shí)的掌握又不夠，對軟件的使用和知識(shí)的欠缺，無法獨(dú)立、完美的完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過程中軟件的使用困難，只有求助于知道軟件使用 ，專業(yè)能力強(qiáng)的同學(xué)。通過這次設(shè)計(jì)，了解到我對于專業(yè)的知識(shí)還需有很大的提高才能滿足現(xiàn)階段的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求。對于設(shè)計(jì)論文的撰寫也存在問