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1、第十一章可变增益放大器第一页，本课件共有14页11.4.1 改变放大器改变放大器偏置偏置控制增益控制增益RERCVOQ2Q1Vini2i1VcREIEEVccRC信号信号 从从 基极注入基极注入晶体管集电极电流为晶体管集电极电流为输出电压为输出电压为改变改变偏置电流偏置电流 可以线性地控制放大器的增益可以线性地控制放大器的增益 第二页，本课件共有14页RERCVOQ2Q1Vini2i1VcREIEEVccRC放大器的放大器的线性性能线性性能分析分析输出电压为输出电压为时，输出与输入间才呈线性关系时，输出与输入间才呈线性关系 描述放大器描述放大器非线性失真非线性失真的主要的指标的主要的指标增益增
2、益1dB压缩压缩点点三阶互调三阶互调失真比失真比 由双极型晶体管差分放大器的幂级数展开式由双极型晶体管差分放大器的幂级数展开式 其中其中发射极加发射极加反馈电阻反馈电阻 可扩展线性范围可扩展线性范围第三页，本课件共有14页RCVOQ2Q1(IQ+is)VCi2i1VccRC信号电流信号电流 从从发射极注入发射极注入输出电压为输出电压为控制电压控制电压 大小可改变增益大小可改变增益 电路优点：输出与信号电流电路优点：输出与信号电流成正比，无失真成正比，无失真实际电路实际电路Q3VccVinVORCQ2Q1VCRC信号电压信号电压信号电流信号电流通过通过的的伏安特性伏安特性有非线性有非线性第四页，
3、本课件共有14页改进型电路改进型电路电路特点：电路特点：i6i5VCCQ6Q5Q4Q3Q2Q1REREIEEVinVCRCRCVOQ6 控制特性控制特性 电压电压 控制信号电流控制信号电流 在两对晶体管间的分配在两对晶体管间的分配 、i5i1i2VC-4VT04VT 信号支路信号支路改为差分对改为差分对 射极加反馈电阻射极加反馈电阻 扩大了线性范围扩大了线性范围当当 时时增益增益最大最大全流入全流入当当 时，电流平均分配，增益下降时，电流平均分配，增益下降 6dB当当 时，增益时，增益 0第五页，本课件共有14页11.4.2 改变放大器改变放大器负反馈负反馈控制增益控制增益 VCCVO控制控制
4、电压电压VinQ10Q9Q8Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1负反馈电阻一般加在发射极（源极）负反馈电阻一般加在发射极（源极）电压控制电压控制负反馈电阻值负反馈电阻值电路特点：电路特点：源极并联源极并联场效应管场效应管 和和工作于工作于可变电阻区可变电阻区等效电阻：等效电阻：控制电压加在控制电压加在栅极栅极第六页，本课件共有14页11.4.3 改变改变负载负载控制放大器增益控制放大器增益 输输入入Q9Q8三级主中放三级主中放前置中放前置中放Ic2Q7Q6Q5Q4Q3Ic1VCCQ2Q1前置前置中放中放偏置偏置可变增益放大器可变增益放大器123可变负载可变负载输出输出主中放特性：主中放特性：输入输入
5、差分放大器差分放大器 基极基极偏置偏置 镜像电流源镜像电流源改变增益方式改变增益方式放大器偏置电流受放大器偏置电流受 控制控制中放系统结构：中放系统结构：前置中放前置中放三级主中放三级主中放第七页，本课件共有14页前置中放前置中放Q5Q4Q3Ic1VCCQ2Q1前置前置中放中放输输入入可变负载可变负载输出输出前置中放特点：前置中放特点：二极管电流受二极管电流受 控制控制VDiD二极管二极管等效电阻等效电阻受受 控制控制结论：结论：AGC电流控制放大器负载，改变增益电流控制放大器负载，改变增益前置前置中放中放输入输入R2R1前置中放前置中放等效电路等效电路等效电阻等效电阻二极管二极管镜像电流源镜
6、像电流源第八页，本课件共有14页11.4.4 模拟乘法器控制放大器增益模拟乘法器控制放大器增益VoVin控制电压控制电压Vc后置后置放大器放大器前置前置放大器放大器结构图：结构图：只要控制电压连续，只要控制电压连续，则可以连续的控制输出信号则可以连续的控制输出信号 大小大小 VOVCCQ6Q5Q4Q3Q2Q1REREIEEVinVCRCRC模拟乘法器电路图：模拟乘法器电路图：第九页，本课件共有14页11.4.5 电压控制电压控制可变衰减器可变衰减器 电压控制可变衰减器固定增益放大器电压控制可变衰减器固定增益放大器可变增益放大器可变增益放大器1.PIN二极管二极管作为衰减器作为衰减器 10050
7、102001K600R()I正向正向PIN二极管的电阻特性二极管的电阻特性PIN型二极管型二极管 特点特点PNPNI普通二极管普通二极管PIN二极管二极管夹有一层夹有一层本征半导体本征半导体 频率很高时（几十频率很高时（几十MHz以上）失去整流作用以上）失去整流作用受偏置电压（电流）控制的受偏置电压（电流）控制的可变电阻可变电阻受偏置电压（电流）控制的受偏置电压（电流）控制的开关开关第十页，本课件共有14页用用PIN二极管构成可变增益放大器二极管构成可变增益放大器可变衰减器可变衰减器Vin放大器放大器控制电压控制电压VcVout结构图结构图RLcVEERLAGC电流电流CLcLcCCRPINC
8、C典型电路典型电路Lc高频扼流圈高频扼流圈AGC电流电流PIN二极管偏置电流二极管偏置电流晶体管晶体管直流偏置直流偏置C高频旁路电容高频旁路电容RPINRLRR交流等效图交流等效图晶体管等效电流源晶体管等效电流源RPIN电压控制可变衰减器电压控制可变衰减器第十一页，本课件共有14页2、可变衰减器可变衰减器带抽头的带抽头的 结构的电阻梯形网络结构的电阻梯形网络 SS选择可变抽头选择可变抽头VinVout后置后置放大器放大器控制电压控制电压Vc固定增益固定增益放大器放大器VinVout结构图结构图衰减是步进的衰减是步进的特点：特点：控制电压选择不同的电阻抽头控制电压选择不同的电阻抽头增益增益NF输
9、出输出IM3增益、噪声、互调失真增益、噪声、互调失真 三者关系三者关系电阻多衰减大增益小噪声大电阻多衰减大增益小噪声大电阻衰减器电阻衰减器无非线性无非线性，非线性仅由后接放大器引起非线性仅由后接放大器引起AGC目的是保持输出恒定，因此，无论衰目的是保持输出恒定，因此，无论衰减量如何设置，后置固定增益放大器的减量如何设置，后置固定增益放大器的输入电平必然相同，输入电平必然相同，第十二页，本课件共有14页典型芯片典型芯片 AD8367可变衰减器可变衰减器固定增益放大器固定增益放大器地地使能使能电源电源控制电压控制电压模式模式输出输出输入输入gm单元单元 9级级5dB步进衰减电阻梯形网络步进衰减电阻
10、梯形网络 高高 斯斯 内内 插插 器器偏置偏置平方律平方律检波器检波器AD8367 增益连续可变范围为增益连续可变范围为-2.5dB 42.5dB。3dB带宽为带宽为500MHz。增益控制具有增、减两种模式增益控制具有增、减两种模式 控制电压与增益（控制电压与增益（dB值）成线性关系值）成线性关系 增益控制灵敏度为增益控制灵敏度为20mv/dB，(或或50dB/v)，控制电压范围为控制电压范围为50mv950mv。单端输入方式，单端输入方式，输入阻抗为输入阻抗为 。片内带有平方律检波器片内带有平方律检波器 单电源供电单电源供电2.7V5.5V。第十三页，本课件共有14页200输入输入输出输出输出缓冲输出缓冲42.5dB-45dB-10dB-5dB0dBgm控制控制电压电压 高高 斯斯 内内 插插 器器g m电阻梯形网络电阻梯形网络内部结构：内部结构：电阻网络电阻网络5dB的衰减步进，总衰减为的衰减步进，总衰减为45dB后置放大器具有后置放大器具有42.5dB的固定增益的固定增益跨导级取加权平均，实现跨导级取加权平均，实现连续平滑连续平滑的衰减功能的衰减功能 Gain(dB)=（增益增加模式）增益增加模式）Gain(dB)=（增益减小模式）（增益减小模式）第十四页，本课件共有14页