VCA821 AGC/VCA原理图PCB设计经验分享

2019-08-19 21:02:20 0 条评论 8.59k 次阅读 21 人点赞

【前言】

hello 大家晚上好,钛叔刚刚听了个笑话,给大伙讲讲 :

老婆洗衣服,突然转头大声对老公讲“老公,我家儿子是不是性取向有问题?”

“咋啦,亲爱的”

“我发现他内裤有屎!”

“内裤有点屎不是挺正常的嘛”

“是前面有屎!”

 

前两天钛叔给大家讲了一款可变增益放大器— VCA810,今天给大伙再讲讲另外一款    VCA821,它和 VCA810有哪些区别呢? 首先我们来看看它的基本参数:

1、710M的小信号带宽(G = +2 V/V),320MHz, 4 VPP带宽(G = + 10v /V);——通过下图可以看出,这个参数比VCA810高一个量级,因此VCA821更适合作高频宽带信号放大。

2、0.1 db增益平坦度到135 MHz(VCA810的带宽很窄,所以找个参数没必要对比)

3、2500V/us压摆率——VCA810的压摆率为350V/us

4、>40dB增益调节范围——VCA810可调节的增益范围-40dB ~ +40dB,VCA810的低频增益调节范围相对广一些,不过VCA821在VCA810的频段范围也可以做到接近70dB的增益,随着频率的增加,增益会下降。

5、输出电流达90mA——VCA810输出为60mA

6、输入噪声6.0 nV/√Hz——VCA810为 2.4nV/√Hz

从以上的基本参数可以看出,VCA821在带宽和带负载能力强于VCA810,VCA821输出为电流反馈放大器,高输出电流,高压摆率,当然带来的代价就是相对较高的静态电流(34mA)。从下面的框图我们也可以了解到VCA821内部结构与VCA810较为相似,由两个输入缓冲器和一个乘法器内核集成经电流反馈运放输出,接下来我们还是看看具体设计

 

【硬件电路设计】

钛叔基于VCA821同样设计了VCA和AGC两部分,其设计注意事项和VCA810类似,当然也有差异。VCA821有SO-14和MSOP-10两种封装,主要区别在于是SO-14具有外部的Vref引脚(第9引脚),需要下拉到地,而MSOP-10芯片内部已经做了该处理。

【VCA】

以下是VCA821的VCA设计原理图和PCB

 

1、如下图所示,输入端可采用差分输入或者单端输入,大家可根据自己需求来设计;输入阻抗建议匹配50Ω,钛叔这里采用了一个0.1uF电容作为耦合电容,大家可以根据实际频率调整电容容值;另外,该模块具备直流放大能力,如果需要此功能,将耦合电容去掉更换为0Ω电阻即可。

2、VCA821模块最大增益通过G=2*R15/R2来决定,通过2管脚上0-2V可实现-20dB~ +20dB的增益调节范围,可放大可衰减,控制电压为+2V时,增益为20dB,电压为0V时候-20dB。因此该部分无需像VCA810反相得负电压,直接通过电位器或者DAC即可控制,通过排针可切换两种模式。

 

3、关于Vref, 手册上有提到9管脚的VREF接20Ω电阻到地 以避免使输出信号振荡,实际调试过程中发现该引脚直接接地也不会影响性能,因此这里大家可以如图接20Ω电阻到地,也可选择直接接地哈。

 

4、PCB布局布线,VCA的布局布线较为简单,以下是钛叔的布局布线图,大家可以参考参考。

 

【AGC】

以下是VCA821的AGC设计原理图和PCB

 

1、输入端同样可采用差分或者单端输入,如果采用单端输入即将C6和P2给NC掉;VCA821之后增加OPA695作为后级放大,总得放大倍数为 G(vca821) * G(opa695),如下图总的放大倍数在100倍(40dB)左右。之后再经OPA820积分器送入VCA821的VG管脚形成闭环。

 

2、OPA820的同相端作为基准电压Vref,可通过外部电位器手动控制,也可以通过DAC数字程控。另外,对于VCA821 AGC电路的设计建议在几个关键位置加上测试点,以方便后期调试。

 

3、VCA和AGC的电源部分均如下图所示,双电源供电,建议±5V,增加二极管防反接。

 

4、布局布线设计,对于AGC的PCB设计,钛叔一如既往强调两点,一方面要注意减小环路的面积,信号线尽量走短,第二方面注意该部分的地一定要尽可能完整,对地过孔要充足。

 

以下是源文件,仅供参考:

链接:https://pan.baidu.com/s/1P85ctfWXXxo6S4HlfX6Tqw

提取码:b371

 

极寒钛

别给思维设限