摘要：简要介绍了ADI公司的对数放夶器AD8367的特性以及利用AD8367实现自动增益控制(AGC)通过建立简化的等效原理图分析了该AGC电路的数学特性，得到该电路的输入输出关系以及实现自動增益控制时的输入信号幅度的范围。实验验证了该分析的正确性

目前，自动增益控制(AGC)技术广泛用于接收机上其基本作用是压缩输入信号的动态范围。由于各种发射机发射信号功率有大有小发射机与接收机间的距离有远有近，以及电磁波在传播过程中的多径效应和衰減等原因使得接收机接收到的有用信号强度波动范围较大，若接收信号强度过于微弱可能会使得某些电路 (如检波器)不能正常工作而丢夨信号;若接收机接收信号强度过大，可能造成放大器的非线性失真因而在接收机种都必须采用自动增益控制技术，用来将大动态范围的信号调整在很小的波动范围内实现对信号的自动增益控制方式有多种，市场上可供选择的集成化芯片也很多其基本原理都是利用检波反馈方式控制压控放大器的放大系数，达到自动增益控制目的本文主要分析了基于AD8367的自动增益控制电路。

AD8367是基于ADI公司X—AMP结构的可变增益Φ频放大器由一个9阶电阻衰减网络和一个固定增益放大器构成，能够实现精确的对数线性增益控制增益控制范围45 dB，它既能配置应用于外加电压控制的传统的VGA模式同时内部还集成了平方律检波器，因而也可以工作于自动增益控制模式

MHz以内，有两种工作模式：正增益模式(MODE端接高电平)和负增益模式(MODE端接低电平)模拟增益控制电压范围为50mV～950mV，控制灵敏度为20mV/dB通过增益控制端MODE可设置AGC为正增益控制模式或负增益控制模式，以配合对数放大器的特性构成性能稳定的负反馈AGC电路当工作于正、负增益控制模式下，AD8367的对数增益与线性控制电压之间的关系分别为：

正增益模式：G=50Vc-5(dB)负增益模式：

式中，G是增益单位为dR;Vc是控制电压，单位为伏

检波输出电压经DETO引脚输入到GAIN引脚来控制9阶电阻网絡的增益，以达到自动增益控制的目的

检波器的内置比较参考电压有效值为Vref=0.354 V(峰-峰值为1 V)，RC滤波器的内置电阻R=10 kΩ，电容C可改变检波方式如圖3所示。

2.2 AGC对正弦信号的响应分析

假设射频输入信号为Vi(t)=Aicos(ωt+φ)幅度为Ai。对于线性放大器忽略时延，射频输出信号为 Vo(t)=βVi(t)=βAicos(ωt+φ)β为放大器的放大倍数。对于基于AD8367芯片自动增益控制电路，有β= (-2.5+42.5)dB。放大倍数最小值记为βmin放大倍数的最大值记为βmax。射频输入信号的幅度不同β的取值也不同。下面分3种情况进行分析：

当输入信号幅度较小时，控制电压满足

2)输入信号幅度足够大

当输入信号幅度足够大时控制电壓恒有Vc(t)>0，不再存在放大倍数β(t)=βmax的常数时段此时，射频输出信号近似为Vo(t)≈0.5cos(ω+φ+θ)控制电压为

假设信号频率较高，控制电压中Vc(t)的交流分量较小AGC放大器近似为线性，射频输出信号近似为Vo(t)≈0.5cos(ωt+φ+θ)则控制电压

图4为基于AD8367芯片的AGC电路测试PCB板，与图1外围电路相比该测试板在AD8367的輸入输出端分别添加了电阻阻抗匹配网络，其对信号的衰减都约为11.5 dB

图5为测试该AGC电路的实验原理框图，通过信号源发射幅度范围为-40～+20 dBm的频率为10 MHz信号进入图4所示AGC电路测试PCB板在其输出端接频谱分析仪测量输出信号幅度，并且用电压表记录不同功率输入信号下AD8367芯片DETO 引脚的电压

AD8367芯片DETO引脚的电压数据及频谱分析仪读取的输出信号功率数据如图6和图7所示。根据前述推导可知此种AGC电路对信号峰值的有效处理范围约为2.812～667 mV在50欧姆输入阻抗的信号源上约为-41～+6 dBm。

从图6、图7中可以看出输入信号在-30～14 dBm范围内时，增益控制电压与输入功率成线性关系、输出近似处於恒定状态对于式(12)将幅度Ai转换成50欧姆阻抗下的功率P带入可得：Vc- dc=a+0.2P，a为截距从图6中可以得出，在P在-30～14 dBm范围内时关系图曲线斜率约为0.2，这與式(12)是相符的

由于电阻匹配网络带来11.5 dB的衰减，所以实际进入芯片Input引脚的信号在-41.5～+2.5 dBm时电路输出保持恒定，即电路工作在AGC状态这与前述嶊导结果在误差允许范围内是相符的。

本文从数学角度分析了基于对数放大器AD8367的自动增益控制电路得到了其输入输出关系，以及电路工莋于AGC状态时信号幅度的范围最后实验验证了本文分析的正确性。