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AD603是美国AD公司继AD600后推出的宽频带、低噪声、低畸变、高增益精度的压控VGA芯片。可用于RF/IF系统中的AGC电路、视频增益控制、A/D范围扩展和信号测量等系统中。本文介绍了AD603的特点、引脚功能、极限参数、内部结构、工作模式、典型应用及注意事项。
1.特点
(1)以dB为单位的线性增益控制
(2)引脚可编程增益范围：在5脚与7脚相连接时，是-10至30dB增益，11 dB至+31dB(90 MHz带宽)，9dB至51dB(9MHz带宽)
(3)所有中间范围(例如：1dB至+41dB，带宽：30MHz)
(4)带宽与可变增益无关
(5)输入噪声谱密度：1.3 nV/√Hz
(6)增益精度：±0.5 dB(典型值)
2.引脚及功能
AD603的引脚排列如图1所示，表1所列为其引脚功能。
图1 AD603引脚排列图
3.极限参数
AD603的极限参数如下：
●电源电压Vs：±7.5V;(8正6负)
●输入信号幅度VINP：+2V;
●增益控制端电压GNEG和GPOS：±Vs;(1正2负)
●功耗：400mW;
●工作温度范围;
AD603A：-40℃～85℃;
AD603S：-55℃～+125℃;
●存储温度：-65℃～150℃
4.内部结构
AD603内部结构图如图2所示。AD603由一个可通过外部反馈电路设置 固定增益GF(31.07~51.07)的放大器、0~-42.14dB的宽带压控精密无源衰减器和40dB/V的线性增益控制电路构成。
图2 AD603内部结构图
不难发现它与AD600的不同之处在于：它所使用的固定增益放大器是可以改变增益值的。其增益GF通过VOUT于FDBK的连接形式确定，当VOUT与FDBK短接的时候，GF=31.07dB;当为开路时，GF=51.07dB;在VOUT与FDBK之间接入电阻REXT，可以将GF设置在31.07dB~51.07dB之间的任意值。但是这种模式下的增益精度有所降低，当外接电阻在2K左右时，误差最大。若在VOUT与COMM间接入适当的电阻可以提高增益，最大可达60dB。
5.工作模式
AD603具有三种工作模式：
模式一：将VOUT与FDBK短接，这种接法可以获得最大的带宽——90 MHz，增益范围为-11.07dB~+31.07dB。如图3。
图3 VOUT与FDBK短接
模式二：在VOUT与FDBK之间接入电阻REXT，在FDBK与COMM之间接入5.6pF的电容作为频率补偿。根据放大器的关系式，选取合适的REXT值可以获得不同的增益范围值，当REXT=2.15K欧时，增益范围为：-1dB~+41dB。如图4。
图4 VOUT与FDBK接入电阻REXT
模式三：在VOUT与FDBK间开路，在VOUT与COMM之间接入18pF的电容用于扩展频率响应范围，该模式为高增益模式，增益范围为8.93dB~51.07dB，带宽为9MHz。如图5。
图5 高增益模式
以上三种模式中，增益GF与控制电压VG的关系如图6所示
图6 增益GF与控制电压VG的关系
当VG在-500mV~+500mV的范围内以40dB/V(即25mV/dB，区别与AD600的32mV/dB)进行线性增益控制时，增益G(dB)与VG(V)的关系为：G=40VG+Goi(I=1，2，3)，其中VG=VPOS-VNEG。G0i为三种模式下的不同增益常量，模式一：GOi=10dB;模式二：GOi=10dB~30dB(由外接电阻REXT决定);模式三：GOi=30dB。
当控制电压VG在-500mV~+500mV之外时，增益G与VG不再满足线性关系，当VG=-526mV时，增益为G=GF-42.14，当VG=+526时，增益为G=GF。
6.典型应用
图7是由两级AD603构成的具有自动增益控制的放大电路，图中由Q1和R8组成一个检波器，用于检测输出信号幅度的变化。由CAV形成自动增益控制电压VAGC，流进电容CAV的电流Q2和Q1两管的集电极电流之差，而且其大小随A2输出信号的幅度大小变化而变化，这使得加在A1、A2放大器1脚的自动增益控制电压VAGC随输出信号幅度变化而变化，从而达到自动调整放大器增益的目的。
图7 AD603典型应用电路
7.注意事项
(1)供电电压一般应选为±5V，最大不得超过±7.5V。
(2)在±5V供电情况下，加在输入端VINP的额定电压有效值应为1V，峰值为±1.4V，最大不得超过±2V。如要扩大测量范围，应在AD603的前面加一级衰减。这样可使输出电压峰值的典型值达到±3.0V。因此AD603后面通常要加一级放大才能接A/D转换器。
(3)电压控制端所加的电压必须非常稳定，否则将造成增益的不稳定，从而增加放大信号的噪声。
(4)信号必须直接连在放大器的脚4，否则将由于阻抗较大而引起放大器精度的降低。