????????VCA821是TI公司推出的直流耦合、寬頻帶、低噪聲、低畸變、線性dB、高增益精度的壓控VGA芯片。本課重點介紹VCA821的壓控增益放大電路的設(shè)計技巧。

? ?? ?VCA821壓控增益放大電路如下圖所示。圖中省去輸入輸出的50Ω阻抗，OUT1為輸入，OUT2為輸出，R3為增益電阻，R5為反饋電阻，供電電壓為±5V。

????????按照官方芯片手冊的連接方式來設(shè)計電路，增益控制引腳接一個增益電阻，實現(xiàn)最大增益的設(shè)置，其增益值(放大倍數(shù)A）由R5和R3的比值來確定，即A=2×（R5/R3）。如果提高增益，那會降低帶寬。另外，提高增益電阻的電阻阻值，可以提高VCA821的輸入電壓范圍。根據(jù)官方芯片手冊可知，R6和C17起到了避免振蕩的作用。

????????以下重點強調(diào)設(shè)計中的幾個要點。

• 反饋電阻和增益電阻只是設(shè)定了電路的最大增益，實際的增益是通過VG的電壓來進行控制的，如下圖所示。

• 另外像這種高速芯片，布線的時候特別注意電源引腳的去耦處理，最小化各引腳走線的分布電容，電感（開窗處理，短走線）等。

• 增益電阻不僅決定模塊的增益，還決定著模塊的最大輸入電壓，如下圖所示。

• VCA821模塊輸出需要50Ω抗匹配，否則在放大倍數(shù)過大（如100倍）的時候會出現(xiàn)信號反射現(xiàn)象，導致波形嚴重失真。加了50Ω負載雖失真現(xiàn)象得到改善，但是依然會出現(xiàn)頂部失真現(xiàn)象。

  結(jié)論：放大倍數(shù)不能太大，雖然增益電阻阻值也會影響，但是放大倍數(shù)起主導因素。

• 當波形出現(xiàn)失真時，減小反饋電阻阻值對失真度沒多大改善。而適當?shù)脑黾釉鲆骐娮枳柚担梢越鉀Q波形失真的問題。增益電阻阻值不能取太小,應(yīng)該大于20Ω.

? ?? ???結(jié)論：圖2.3.3的前提條件是,流過增益電阻的電流最大為2.6mA，過小的增益電阻阻值會使其流經(jīng)電流超過最大值，影響輸出幅頻特性。

? ?? ?當想通過增大增益電阻的阻值來減小放大倍數(shù)從而提高帶寬的時候，會出現(xiàn)放大倍數(shù)減小。但是，在-3dB帶寬不變的情況，此時適當?shù)臏p小反饋電阻阻值會提高帶寬。

? ?? ?失真的另一個原因是：由芯片手冊知VCA821信號頻率和輸出擺幅越大，諧波失真越大。

VCA821數(shù)據(jù)手冊：https://www.ti.com.cn/product/cn/VCA821