增益精確的可變增益放大器
3 高性能VGA結構和實現
為了達到要求的增益控制范圍和步長,使用兩個級聯的VGA。第一個部分的VGA實現6 dB步長的增益控制,另一個部分實現精準的O.5 dB步長。因此整個VGA實現了粗調和細調(見圖2)。
當運算放大器的增益足夠大時,閉環VGA的增益等于兩個電阻的比值:Gain=-Rf/Rs,改變電阻可以實現增益的變化。粗調的阻值變化很大,改變反饋Rf,會影響粗調輸出節點的極點;電阻Rs可變,它對前級將形成變化的負載效應。選擇改變Rs,在前級增加緩沖電路進行隔離。
首先進行第一級6 dB步長增益的考慮:取Rf=R0,Rs=R1,實現3 dB的增益,那么Rf不變,Rs=2R1,則實現9 dB的增益。同理:當Rs=4R1,實現15 dB增益;當Rs=8R1,實現21 dB增益;當Rs=16R1,實現27 dB增益。
為了更好地匹配,對與電阻串聯的MOS管開關尺寸按圖3比例設計,Rs等于MOS管的導通電阻和多晶硅電阻,MOS導通電阻與W/L成反比。
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