基于压控增益放大器VCA822的可编程宽带放大器

数字检波

　　本设计中的峰值检波电路基于信号频谱搬移理论，由于A/D转换器在单一采样率进行采样时会出现盲区频段，故以2个特殊频率(双频)先后对信号进行采样，提取采样结果中的最大值即可得到周期信号峰值。这种方法可兼顾高低频，适合应用于该系统100 Hz～15 MHz的情况。采用A/D转换器MAXl97，利用2个采用率f=50.000 kHz，f2=50.005 kHz互补采样盲区，可得到良好采样效果。设置A/D采样率的方波信号由FPGA提供。

　　3 系统软件设计

　　该系统软件采用模块化和层次化的设计思想。采用模块化设计思想，要对某一子控制器控制，只需调用相应的控制模块即可。模块内采用层次化设计，把底层的硬件接口处理编制为独立底层子程序，并向上提供处理数据，且对上层功能模块屏蔽底层硬件接口部分;最后，主程序只需调用相关的功能模块就可方便构建系统。

　　本系统软件部分主要由单片机组成，其中主要包括系统初始化、中断的响应和中断的处理。该设计功能实现以键盘的按键中断为主线，通过读入用户输入的键值，在相应的中断响应函数中与FPGA中对应的控制模块以总线的方式进行及数据的交换，触发FPGA内相应的控制时序，实现对信号的放大和测量。系统软件流程如图5所示。

　　4 数据测试

　　该系统利用数字合成信号源、双踪示波器、仿真机、交流电压表进行测试。调节输入信号的频率，并利用交流电压表记录输出电压的有效值。测试结果表明，放大器的放大倍数在10～58 dB内9级可调，-3 dB点为100 Hz～15 MHz，且放大效果稳定。对于放大器的AGC功能，将输入信号频率固定，改变电压大小，输入信号峰值为9 mV～1 V时，可将输出信号稳定在峰值为4.5～5 V的电压范同内，故AGC动态范围大于40 dB。预置放大器放大倍数58 dB时，输入端接地，输出噪声电压小于10 mV。

　　5 结论

　　该系统设计是以VCA822为核心的可控增益宽带放大器。经测试，系统通频带为100 Hz～15 MHz，增益10～58 dB内9级可调，且放大器AGC功能的动态范围大于40 dB。此外，系统输入端采用MAX477接成同相放大电路，使得系统输入电阻达到MΩ数量级。后级AD811和分立元件搭建的功率放大电路，提高了系统带负载的能力。系统还采用多种抗干扰措施，有效保证放大器精度，并具有良好噪声和线性。