模拟控制式和数字控制式VGA（一）可变增益放大器

　　本指南将重点讨论适合通信系统的VGA。VGA是否适合通信系统取决于这些参数是否满足系统性能。文中将探讨模拟控制式和数字控制式VGA。

　　自动增益控制(AGC)系统中的可变增益放大器(VGA)宽带、低失真可变增益放大器在通信系统中应用非常广泛。例如，无线电接收机中的自动增益控制(AGC)，如图2所示。通常，由于传播路径存在差异，接收到的能量表现出很大的动态范围，需要在接收机内进行动态范围压缩。

　　这种情况下，所需信息蕴含在调制包络中(无论采用何种调制模式)，而不是载波的绝对幅度。例如，1MHz的载波被调制到1kHz上，调制深度为30%，不管接收到的载波电平是0 dBm还是–120 dBm，传递的信息都是相同的。存在较大输入变化时，通常会在接收机内利用某种类型的自动增益控制(AGC)功能，将载波幅度调整到某个归一化参考水平。AGC电路用作动态范围压缩器，能够在多个载波周期的间隔内响应某个信号衡量指标(通常为幅度平均值)。

　　因此，它们需要时间来根据接收信号电平差异做出调整。利用峰值检波方法可以缩短信号电平突然提高所需的响应时间，但稳定性会受到一定损害，因为瞬态噪声尖峰现在可以激活AGC检测电路。非线性滤波和“延迟AGC”概念对于优化AGC系统很有用。实践中有很多折衷考虑。

　　图1：通信系统中的动态范围参数

　　图2：典型的自动增益控制(AGC)系统

　　值得注意的是，一个AGC环路实际上有两路输出。当然，较为明显的输出是幅度稳定信号。不太明显的输出则是VCA的控制电压。实际上，此电压衡量输入信号的幅度平均值。如果系统经过精确调整，则控制电压可用于衡量输入信号，有时也称为“接收信号强度指示(RSSI)”。给定适用的精密VCA增益控制法则，利用后面这点便可以实施针对输入信号电平进行校准的接收系统。

　　压控可变增益放大器

　　ADL5391等模拟乘法器可以用作可变增益放大器，如下面图3所示。控制电压施加于其中一路输入，信号则施加于另一路输入。采用这种配置时，增益与控制电压成正比。

　　图3：将乘法器用作压控可变增益放大器

　　对于大多数采用模拟乘法器构建的VCA，其增益与以V为单位的控制电压成线性关系，而且往往存在噪声。但是，所需的VCA能够将宽增益范围与恒定带宽和相位、低噪声与大信号处理能力以及低失真与低功耗相结合，同时提供精确、稳定的线性dB增益。X-AMP™系列可以利用一个独特而精致的解决方案(针对指数放大器)实现这些非常严苛且相互冲突的目标。概念非常简单：固定增益放大器后接通过特殊方式利用电压来控制其衰减的无源宽带衰减器(见图4)。

　　图4：X-Amp框图