压控放大器增益的计算方法是什么？

摘要： 压控放大器增益的计算方法主要取决于其控制电压与增益之间的关系，这种关系通常分为dB线性和倍数线性两种，以下是具体的计算方法和实例分析：一、dB线性压控放大器增益计算多数压控增益放大...

压控放大器增益的计算方法主要取决于其控制电压与增益之间的关系，这种关系通常分为dB线性和倍数线性两种，以下是具体的计算方法和实例分析：

一、dB线性压控放大器增益计算

多数压控增益放大器满足dB线性，即增益以dB为单位与外部加载的控制电压成线性关系，其增益计算公式为：

\[A(dB)=a_0(dB)+kV_{G}A(\mathrm{dB})=a_{0}(\mathrm{dB})+k V_{\mathrm{G}} A(dB)=a0(dB)+kVG\]

\(a_0(dB)\)是控制电压为0时的初始增益（单位：dB），\(k\)是增益变化比例（单位：dB/V），\(V_{G}\)是控制电压。

AD8337是一款dB线性的压控增益放大器，当电压在600mV~600mV变化时，其增益大约变化了24dB，呈现出一个增益变化比例Gain Scale=24dB/12V=20dB/V，即每V电压变化引起20dB的增益变化，根据数据手册，其Gain Scale=19.7dB/V，其增益一电压表达式为：

\[A(dB)=12dB+V_{GAIN}\times19.7dB/V\]

二、倍数线性压控放大器增益计算

倍数线性的压控增益放大器，其增益以倍数为单位与外部加载的控制电压成线性关系，其增益计算公式为：

\[A(V/V)=a_0(V/V)+kV_{G}A(\mathrm{V} / \mathrm{V})=a_{0}(\mathrm{V} / \mathrm{V})+k V_{\mathrm{G}} A(V/V)=a0(V/V)+kVG\]

\(a_0(V/V)\)是控制电压为0时的初始增益倍数，\(k\)是增益变化比例（倍数/V），\(V_{G}\)是控制电压。

LMH6503是一款倍数线性的压控增益放大器，当V在1V到1V变化时，增益差不多从0.1倍变化到10倍，因此它也存在一个增益变化比例Gain Scale=(100.1)/2V=4.95/V，据图可估算出下式成立：

\[A(V/V)=4.5+4.95\times V_{G}A(V/V)=4.5+4.95\times V_G A(V/V)=4.5+4.95×VG\]

三、典型芯片介绍及计算示例

1、VCA810：是一款输入直接耦合的压控增益放大器，当控制电压在0V2V之间时，它的增益从40dB变到40dB，为dB线性类，其最大增益由两个电阻决定，且范围必须在2倍100倍之间，当\(V_{G}=2V\)时，具有最大增益1倍，当\(V_{G}=0V\)时，具有最小增益0.01倍，电压调节增益的范围为100倍，即40dB，其增益公式为：

\[g(V_{G})=0.01\times10^{\frac{V_{G}}{1V}}\]

2、VCA824：其控制电压范围是11V，线性度更优，其增益公式同样为最大增益等于\(2x(rf/rg)\)，通过控制\(Rf\)和\(Rg\)即可设置最大增益。

压控放大器的增益计算需明确其控制电压与增益的关系类型（dB线性或倍数线性），然后根据相应的公式进行计算，不同的压控放大器芯片可能有不同的参数和特性，在实际应用中需要参考具体芯片的数据手册来确定准确的计算方法和参数。