可控增益放大器AD603在超声探伤系统中的应用

　　超声探伤超声作为国内外应用最广泛、使用频率最高且发展较快的一种无损检测技术,与其他无损检测技术相比,它具有被检测对象范围广、检测深度大、缺陷定位准确、检测灵敏度高;成本低、使用方便、速度快、对人体无害及便于现场使用等特点。

　　超声波检测原理:仪器产生的电脉冲信号施加于换能器(探头)上,激励探头发射超声波,同时将探头接收超声反射回波并转换的电信号进行放大,再通过一定方式显示出来,从而得到被探工件内部有无缺陷及缺陷位置和大小等信息。由于收到的发射回波信号比较小,大约只有几百毫伏到几毫伏,为了让回波信号能在显示屏上清晰的显示出来,必须将探头接收到的小信号进行放大,电路中就必须采用程控放大器。AD公司的程控放大器在超声业界应用较广,主要的型号有AD600、AD604、AD603等。其中的AD603应用灵活,频带可灵活调节、级联控制方式多而被更多地采用在较高端的超声接收电路中。

　　1、AD603的特点、内部结构和工

　　作原理

　　1.1 AD603的特点

　　AD603是美国AD公司推出的宽频带、低噪声、低畸变、高增益精度的压控VGA芯片。它的带宽、增益可调,带宽在90MHz时,其增益为-11dB～31dB,带宽在9MHz时,其增益为9dB～51dB。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。

　　1.2 AD603的内部结构及原理

　　AD603内部结构图如图1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1中加在梯型网络输入端(VINP)的信号经衰减后,由固定增益放大器输出,衰减量是由加在增益控制接口的电压决定。增益的调整与其自身电压值无关,而仅与其差值VG有关,即1脚GPOS和2脚GENG之间的电压差有关。当7脚VOUT和5脚FDBK的连接不同时,其放大器的增益范围、频带宽度不同。当脚5和脚7短接时,AD603的增益为-11dB～31dB,频带为90MHz;当脚5和脚7断开时,其增益为9dB～51dB,频带为9MHz;如果在脚5和脚7接上电阻,其增益范围将处于上述两者之间,超声探伤仪中就是采用这种工作状态。

　　2、AD603在超声接收电路中的实际应用

　　由于超声探伤仪要求的增益值要求在100dB及以上,所以一片AD603的增益范围达不到要求,需要两片AD603进行级联。AD603有三种级联方式。

　　(1)顺序级联方式(高信噪比级联方式):两片AD603级联的顺序控制方式是将两片AD603的两个正增益控制输入端(GPOS)以并联形式由一个正电压VG(GPOS对地的电压)驱动,而两级的负增益控制输入端(GNEG)分别加一个稳定的电压,使VG1和VG2满足2*0.526V的点位差是,则第一级的增益达到最大值是,第二级的增益才从最小值开始提高。在顺序控制方式中,ISNR(即时信噪比)在增益控制范围内维持可能的最高水平,图2。