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【前言】

今天给大家讲一讲VCA810这款芯片，这是一款高增益可调范围宽带的压控放大器，英文就是VARIABLE GAIN AMPLIFIER，也就是我们常说的VGA，通过外部设计也可以作为AGC，这款芯片几年前就玩过，最近又重新搞了一搞。

首先我们来看一看它的一些基本参数：

1.高增益调节范围:±40db

2.差分输入，单端输出

3.低输入噪声电压:2.4 nV/√Hz

4.恒定带宽vs增益:35mhz

5.高dB/V增益线性:±0.3 dB

6.增益控制带宽:25mhz

7.低输出直流误差:<±40mv

8.高输出电流:60mA

9.低供电电流:24.8 mA

通过以上基本参数，我们可以了解VCA810在带宽和噪声性能上都是不错的，输出电流可达到60mA，这个参数也是比较厉害的了。以下是它内部的框图，我们可以发现VCA810内部由三部分组成，一部分作为差分输入，一部分作为作为增益控制，另外一部分作为输出，之所以能够支持60mA电流，主要就是靠最后这一级。

【硬件电路设计】

接下来具体讲讲关于VCA810电路设计，分为VCA和AGC两大部分，以下是设计的demo板，电路图上标注了相关的说明事项，PCB布局布线都经过一定的考虑而设计(主要是AGC需要多加注意，不然容易引起自激)，所有器件都采用了3D模型。

【VCA】 VCA的设计比较简单，手册上该部分讲的也清楚具体，主要是需将控制电压的极性由正转为负，调试也不难。以下是一些细节事项。

1、关于输入，输入部分主要注意阻抗匹配和耦合电容，这两部分均可根据实际情况作调整。这里设计的匹配50Ω，耦合电容取0.1uF，可满足绝大多数情况。

2、关于输出，输出端可根据设计情况匹配电阻，这里默认NC掉，另外，反相端设计一个25Ω对地电阻，该电阻的作用是抵消偏执电流，该部分在手册上讲的非常清楚，大家可以具体读一读。

3、关于增益控制，由数据手册可知VCA810的控制电压为 0~ -2V的负电压，而我们模拟输入或者DAC输入的电压均为正电压，由此该部分需要设计一路正转负的电路，此处对运放参数要求不高，这里采用的是LM358双运放，一路作为同相跟随器，另一路作为反相器

4、控制电压输入，这里采用的是手动控制模拟电压和DAC数字电压输入，通过排针可选择，建议大家都可以采用这样的设计方式

5、关于PCB设计，该模块的PCB布局布线很简单，按照电路信号的走向合理布局布线，一般问题不大，在器件GND附近放置足够的过孔，保持整体地的完整。

【AGC】 关于VCA810的AGC的设计，在手册上也有介绍，该部分的电路图设计不难，主要是多加注意布局布线，优秀合理的布局布线是保证AGC稳定输出的重要因素，一但该环节设计不当，极有可能造成自激。

1、该电路输入输出设计类似于VCA模块，这里不细讲。分别作了两路输出，一路AGC直接输出，另外再加了一级放大电路作为输出。另外，建议大家在设计AGC的时候在关键位置加上测试点，以方便调试环节。

2、AGC的环路部分采用OPA820作为电压比较器，将VCA810输出与模拟输入/DAC输入的电压做比较，输出线性电压，之后经过检波环路，这里注意C8电容越大,动态范围越宽,一般默认 10uF。但是C8若太大，由于电容充电原因，响应时间就会越长。

3、关于后级运放，在AGC输出之后加了一级运放放大，通过下面的电阻可选择同相或反相，运放的型号大家可自行选择，例如OP07等均可以。

4、关于电源，VCA和AGC的电源部分设计都一样，电源需要±5V供电，采用SS56(大家也可采用SS34)作为防反接二极管，分别加上LED作为指示灯，另外需要注意，如果大家采用的是有极性的滤波电容，一定要注意负电源电容的方向，不要焊接反导致爆浆~

5、关于PCB布局布线，上面就说过AGC的布局布线非常重要，对于环路设计，一方面要注意减小环路的面积，信号线尽量走短，第二方面注意该部分的地一定要尽可能完整，对地过孔要充足。