放大器中关于带宽和增益带宽等的主要指标

放大器中关于带宽和增益带宽等的主要指标
放大器中关于带宽和增益带宽等的主要指标

放大器中关于带宽和增益带宽等的主要指标:

开环带宽:开环带宽定义为,将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得开环电压增益从运放的直流增益下降3db(或是相当于运放的直流增益的0.707)所对应的信号频率。这用于很小信号处理。

单位增益带宽GB:单位增益带宽定义为,运放的闭环增益为1倍条件下,将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得闭环电压增益下降3db(或是相当于运放输入信号的0.707)所对应的信号频率。单位增益带宽是一个很重要的指标,对于正弦小信号放大时,单位增益带宽等于输入信号频率与该频率下的最大增益的乘积,换句话说,就是当知道要处理的信号频率和信号需要的增以后,可以计算出单位增益带宽,用以选择合适的运放。这用于小信号处理中运放选型。

转换速率(也称为压摆率)SR:运放转换速率定义为,运放接成闭环条件下,将一个大信号(含阶跃信号)输入到运放的输入端,从运放的输出端测得运放的输出上升速率。由于在转换期间,运放的输入级处于开关状态,所以运放的反馈回路不起作用,也就是转换速率与闭环增益无关。转换速率对于大信号处理是一个很重要的指标,对于一般运放转换速率SR<=10V/μs,高速运放的转换速率SR>10V/μs。目前的高速运放最高转换速率SR达到6000V/μs。这用于大信号处理中运放选型。

全功率带宽BW:全功率带宽定义为,在额定的负载时,运放的闭环增益为1倍条件下,将一个恒幅正弦大信号输入到运放的输入端,使运放输出幅度达到最大(允许一定失真)的信号频率。这个频率受到运放转换速率的限制。近似地,全功率带宽=转换速率/2πVop(Vop是运放的峰值输出幅度)。全功率带宽是一个很重要的指标,用于大信号处理中运放选型。

建立时间:建立时间定义为,在额定的负载时,运放的闭环增益为1倍条件下,将一个阶跃大信号输入到运放的输入端,使运放输出由0增加到某一给定值的所需要的时间。由于是阶跃大信号输入,输出信号达到给定值后会出现一定抖动,这个抖动时间称为稳定时间。稳定时间+上升时间=建立时间。对于不同的输出精度,稳定时间有较大差别,精度越高,稳定时间越长。建立时间是一个很重要的指标,用于大信号处理中运放选型。

等效输入噪声电压:等效输入噪声电压定义为,屏蔽良好、无信号输入的的运放,在其输出端产生的任何交流无规则的干扰电压。这个噪声电压折算到运放输入端时,就称为运放输入噪声电压(有时也用噪声电流表示)。对于宽带噪声,普通运放的输入噪声电压有效值约10~20μV。

差模输入阻抗(也称为输入阻抗):差模输入阻抗定义为,运放工作在线性区时,两输入端的电压变化量与对应的输入端电流变化量的比值。差模输入阻抗包括输入电阻和输入电容,在低频时仅指输入电阻。一般产品也仅仅给出输入电阻。采用双极型晶体管做输入级的运放的输入电阻不大于10兆欧;场效应管做输入级的运放的输入电阻一般大于109欧。

共模输入阻抗:共模输入阻抗定义为,运放工作在输入信号时(即运放两输入端输入同一个信号),共模输入电压的变化量与对应的输入电流变化量之比。在低频情况下,它表现为共模电阻。通常,运放的共模输入阻抗比差模输入阻抗高很多,典型值在108欧以上。

输出阻抗:输出阻抗定义为,运放工作在线性区时,在运放的输出端加信号电压,这个电压变化量与对应的电流变化量的比值。在低频时仅指运放的输出电阻。这个参数在开环测试。

转换速率是指在额定负载条件下,输入一个大幅度的阶跃信号时,输出电压的最大变化率。单位为V/μS。这个指标描述集成运放对大幅度信号的适应能力。在实际工作中,输入信号的变化率一般不要大于集成运放的SR值。

通用可变增益放大器

通用可变增益放大器(B题) 摘要 本着简单、准确、可靠、通用的原则,采用了分级设计匹配互连的思想。本放大器系统分为前级放大部分、增益放大与控制电路部分、档位控制部分、后级稳压输出部分四部分。全系统采用单一的模拟电路方式,通过前级放大部分获得所需输入电压、输入阻抗等重要参数;通过拨码开关连接的反馈电阻进行精密全局控制,获得20dB至40dB之间分辨力不低于0.1%的可变增益范围;通过档位控制部分电路实现四个档位增益值转换,在衰减电路的作用下得到三个档位的增益值,即—20dB至0、0至20dB、20dB至40dB;最后通过后级稳压输出部分获得输出幅度不低于±8V的输出电压,此部分电路包括抑制零点漂移的调零电路。通过验证,本系统可以对输出电压数值的漂移,零点漂移等不良影响进行有效地抑制和降低。通过全面的调试和测量,使得本系统基本满足题目的基本部分和发挥部分的要求并融入了自己的创新思想,设计出了一个可控范围大、输出幅度高、稳定性好、抗干扰能力强、幅频特性好的通用可变增益放大器。

目录 摘要 (2) 目录 (3) 一、方案论证与比较 (4) 1、前级放大部分 (4) 2、增益放大与衰减控制电路 (4) 3、后级电压输出 (5) 二、系统设计 (5) 1、总体设计思路 (5) 2、主要电路原理分析与计算 (6) 2.1、前级放大电路 (6) 2.2、增益放大与控制电路 (6) 2.3、档位控制电路 (7) 2.4、电压输出电路 (7) 三、系统测试方法与测试数据 (8) 1、测试仪器 (8) 2、测试方法与测试数据 (8) 2.1、测前级放大电路 (8) 2.2、测增益放大与控制电路 (8) 2.3、各级电路调节好后,进行测量和详细记录 (8) 3、测试结果分析 (9) 3.1、测试结果分析 (9) 3.2、误差分析 (9) 3.3、测试心得 (10) 四、总结 (10)

放大器注意参数及概念

最近在使用一款PGA,在PGA输入端接地时发现输出总有个矩形波信号,放大1000倍后非常明显,怀疑是电源引起的干扰。开始的时候在输入正负电源处都加了100uf和0.1的电容,但效果不明显,后来准备再电源输入端再串联一个电阻,一开始电阻选择的是1k,但上电后发现芯片根本都无法工作,测量芯片两端的电源电压发现才一点多v。这时候就看了下数据手册的静态电流,发现竟然是5mA,然后这个PGA是5v供电的,如果PGA正常工作,1k电阻上的分压都能到5v。所以后来用了个50欧的电阻配合着100uf和0.1uf构成了个低通滤波,这样一来芯片工作正常了,然后输出的波纹也小了很多。 在选择运放时应该知道自己的设计需求是什么,从而在运放参数表中来查找。一般来说在设计中需要考虑的问题包括1. 运放供电电压大小和方式选择;2.运放封装选择;3.运放反馈方式,即是VFA (电压反馈运放)还是CFA(电流反馈运放);4.运放带宽;5.偏置电压和偏置t电流选择;6温漂;7.压摆率;8.运放输入阻抗选择;9.运放输出驱动能力大小选择;10.运放静态功耗,即ICC电流大小选择;11.运放噪声选择;12.运放驱动负载稳定时间等等。 偏置电压和输入偏置电流 在精密电路设计中,偏置电压是一个关键因素。对于那些经常被忽视的参数,诸如随温度而变化的偏置电压漂移和电压噪声等,也必须测定。精确的放大器要求偏置电压的漂移小于200μV和输入电压噪声低于6nV/√Hz。随温度变化的偏置电压漂移要求小于1μV/℃。 低偏置电压的指标在高增益电路设计中很重要,因为偏置电压经过放大可能引起大电压输出,并会占据输出摆幅的一大部分。温度感应和张力测量电路便是利用精密放大器的应用实例。 低输入偏置电流有时是必需的。光接收系统中的放大器就必须具有低偏置电压和低输入偏置电流。比如光电二极管的暗电流电流为pA量级,所以放大器必须具有更小的输入偏置电流。CMOS和JFET输入放大器是目前可用的具有最小输入偏置电流的运算放大器。 因为我现在用的是光电池做采集的系统,所以在使用中重点关心了偏置电压和电流。如果还有其他的需要,这时应该对其他参数也需要多考虑了。 1、输入失调电压VIO(Input Offset Voltage) 输入失调电压定义为集成运放输出端电压为零时,两个输入端之间所加的补偿电压。 输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性,对称性越好,输入失调电压越小。输入失调电压是运放的一个十分重要的指标,特别是精密运放或是用于直流放大时。 2、输入失调电压的温漂αVIO(Input Offset Voltage Drift) 输入失调电压的温度漂移(又叫温度系数)定义为在给定的温度范围内,输入失调电压的变化与温度变化的比值。 这个参数实际是输入失调电压的补充,便于计算在给定的工作范围内,放大电路由于温度变

(整理)1-宽带放大器(03)(通).

宽带放大器 摘要 本设计全部采用集成电路,具有硬件电路形式简单,调试容易,频带宽,增益高,AGC动态范围宽的特点,且增益可调,步进间隔小。本宽带放大器以可编程增益放大器AD603为核心,由三级放大器组成,前级放大主要是提高输入阻抗,对小信号进行放大;中间级为可变增益放大器,主要作用是实现增益可调及AGC功能,增益控制和AGC功能都由单片机控制,可预置并显示增益值,增益可调范围10dB~58dB,步进1dB,由单片机自动调节放大倍数可实现AGC功能,使输出电压稳定在4.5V~5.5V 之间;后级放大进一步增加放大倍数,扩大输出电流,提升放大器的带负载能力,提高输出电压幅度。后级输出接峰值检波电路,检波电路输出由单片机采样并计算后,用液晶显示屏显示输出正弦波电压的有效值和峰峰值。由于宽带放大器普遍存在容易自激及输出噪声过大的缺点,本系统采用多种形式的屏蔽措施减少干扰,抑制噪声,以改善系统性能。

一、方案论证与比较 1、总体方案 方案一:选用结电容小,f T高的晶体管,采用多种补偿法,多级放大加深度负反馈,以及组合各种组态的放大电路形式,可以组成优质的宽带放大器,而且成本较低。但若要全部采用晶体管实现题目要求,有一定困难,首先高频晶体管配对困难,不易购买;其次,理论计算往往与实际电路有一定差距,工作点不容易调整;而且,晶体管参数易受环境影响,影响系统总体性能。另外,晶体管电路增益调节较为复杂,不易实现题目要求的增益可调。 方案二:使用专用的集成宽带放大器。如TITHS6022、NE592等集成电路。通过外接少数的元件就可以满足本题目要求,甚至远超过题目要求的带宽和增益的指标,但这种放大器难以购买,价格较贵,灵活性不够,不易满足题目扩展功能要求。 方案三:市面上有多种型号、各具特色的宽频带集成运算放大器。这些集成运算放大器有的通频带宽,有足够的增益,有的可以输出较高电压,使用方便,有的甚至可以实现增益可调及AGC的功能。总体上硬件的实现和调试较为简单,所以,我们决定采用多个集成运放级连实现本题目。系统方框图如图1-1-1

运算放大器_参数详解

运算放大器参数详解 技术2010-12-19 22:05:36 阅读80 评论0 字号:大中小订阅 运算放大器(常简称为“运放”)是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中,通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。由于早期应用于模拟计算机中,用以实现数学运算,故得名“运算放大器”,此名称一直延续至今。运放是一个从功能的角度命名的电路单元,可以由分立的器件实现,也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展,如今绝大部分的运放是以单片的形式存在。现今运放的种类繁多,广泛应用于几乎所有的行业当中。 历史 直流放大电路在工业技术领域中,特别是在一些测量仪器和自动化控制系统中应用非常广泛。如在一些自动控制系统中,首先要把被控制的非电量(如温度、转速、压力、流量、照度等)用传感器转换为电信号,再与给定量比较,得到一个微弱的偏差信号。因为这个微弱的偏差信号的幅度和功率均不足以推动显示或者执行机构,所以需要把这个偏差信号放大到需要的程度,再去推动执行机构或送到仪表中去显示,从而达到自动控制和测量的目的。因为被放大的信号多数变化比较缓慢的直流信号,分析交流信号放大的放大器由于存在电容器这样的元件,不能有效地耦合这样的信号,所以也就不能实现对这样信号的放大。能够有效地放大缓慢变化的直流信号的最常用的器件是运算放大器。运算放大器最早被发明作为模拟信号的运算(实现加减乘除比例微分积分等)单元,是模拟电子计算机的基本组成部件,由真空电子管组成。目前所用的运算放大器,是把多个晶体管组成的直接耦合的具有高放大倍数的电路,集成在一块微小的硅片上。 第一块集成运放电路是美国仙童(fairchild)公司发明的μA741,在60年代后期广泛流行。直到今天μA741仍然是各大学电子工程系中讲解运放原理的典型教材。 原理 运放如上图有两个输入端a,b和一个输出端o.也称为倒向输入端(反相输入端),非倒向输入端(同相输入端)和输出端.当电压加U-加在a端和公共端(公共端是电压的零位,它相当于电路中的参考结点.)之间,且其实际方向从a 端指向公共端时,输出电压U实际方向则自公共端指向o端,即两者的方向正好相反.当输入电压U+加在b端和公共端之间,U与U+两者的实际方向相对公共端恰好相同.为了区别起见,a端和b 端分别用"-"和"+"号标出,但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性.电压的正负极性应另外标出或用箭头表示.反转放大器和非反转放大器如下图:

增益可控射频放大器

增益可控射频放大器 一、系统方案 1、方案分析与比较 方案1:以高增益精度的压控VGA芯片AD603作为核心放大器,但频率再高时,效果很不理想,并且在级联时,很容易产生自激现象。 方案2:采用宽带可变增益FET放大电路,其缺点是增益步进控制难以实现,高频时频率的稳定性不好,在75MHz~108MHZ增益起伏较大,不能满足要求。 方案3:采用射频放大器AD8321+衰减器HMC472+放大器AD809的形式。第一级为AD8321三级级联,使增益倍数达到52dB。考虑到输入信号为高频信号,随着频率增加,幅度衰减增大,所以第二级加上可设置分贝衰减器,衰减器随着频率升高衰减效果明显,通过这样的方式使输出幅度稳定。但考虑实际拟合后,增益会稍微下降,最后通过第三级放大器将增益值稳定至输入增益。AD8321是一款低成本、数字控制式可变增益放大器,所需输出增益由8比特串行字决定,方便STM32程控,输出增益范围为-27.4dB~26dB,增益变化为0.75 dB/LSB。具有极低输出噪声电平,上行带宽高达235 MHz(最小增益),符合题目200MHz要求。 综上考虑,AD8321具有频带宽、噪声低、增益可编程,易于与STM32进行串行通信等优点,选用方案3。 2、系统整体设计 根据题目要求,本系统主要由:键盘控制,液晶显示、语音播报模块,三级AD8321级联,衰减器,第二级放大模块,滤波器电路,电压转换电路组成。总体设计框图如图一所示:

图一 二、理论分析与计算 1、射频放大器设计 按照本设计要求,带宽为40MHz~200MHz ,电压增益为52dB 。所以采用AD8321三级级联的方式。8321最大增益为26dB ,理论上总增益=26+26+26=78dB ,符合设计要求。并且阻抗之间已经匹配,级联时无需额外电阻网络。为了防止高频走线间干扰,采用贴片式电路,原理图是根据器件手册的应用电路来设计。 2、频带内增益起伏控制 造成通频带内增益起伏的原因有很多,包括带内波动、运放幅频响应不平坦及供电电源电压不稳等,为了降低增益波动,在三级放大输出加上衰减器,利用衰减器HMC472随着频率增高衰减效果明显的特性,使频带内增益起伏得到控制。对幅度衰减特性进行补偿,最后再加一级AD809,将增益稳定。 3、射频放大器稳定性 由于本系统的处理对象是高频信号,所以整个系统对噪声的处理要求很高才能保证射频放大器的稳定性。噪声来源包括:电源、外界环境、级间干扰,以及走线间相互干扰等。针对不同的噪声,采用了不同的处理措施: (1)电源干扰:使用电感、电容构成滤波电路,能有效滤除纹波。在每个运放的电源引脚并联去耦电容。 (2)外界环境干扰,为了防止外界干扰,可以将电源线和地线加宽,并且在制PCB 板时加以覆铜;对自动增益级及功率放大级增加屏蔽罩,提高其抗干扰性能。 (3)级间干扰,各级之间,采用了高低频电容来滤除高低频噪声。 DC-DC (9V ) DC-DC (5V ) AD8321 AD8321 AD8321 STM32 液晶显示 键盘 直流稳压电源 输入 输出 语音播报 AD809 滤波器 衰减器

运放带宽相关知识

运放带宽相关知识! 一、单位增益带宽GB 单位增益带宽定义为:运放的闭环增益为1倍条件下,将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得闭环电压增益下降3db(或是相当于运放输入信号的0.707)所对应的信号频率。单位增益带宽是一个很重要的指标,对于正弦小信号放大时,单位增益带宽等于输入信号频率与该频率下的最大增益的乘积,换句话说,就是当知道要处理的信号频率和信号需要的增益后,可以计算出单位增益带宽,用以选择合适的运放。这用于小信号处理中运放选型。 二、运放的带宽是表示运放能够处理交流信号的能力(转) 对于小信号,一般用单位增益带宽表示。单位增益带宽,也叫做增益/带宽积能够大致表示运放的处理信号频率的能力。例如某个运放的增益带宽=1MHz,若实际闭环增益=100,则理论处理小信号的最大频率=1MHz/100=10KHz。 对于大信号的带宽,既功率带宽,需要根据转换速度来计算。 对于直流信号,一般不需要考虑带宽问题,主要考虑精度问题和干扰问题。 1、运放的带宽简单来说就是用来衡量一个放大器能处理的信号的频率范围,带宽越高,能处理的信号频率越高,高频特性就越好,否则信号就容易失真,不过这是针对小信号来说的,在大信号时一般用压摆率(或者叫转换速率)来衡量。 2、比如说一个放大器的放大倍数为n倍,但并不是说对所有输入信号的放大能力都是n倍,当信号频率增大时,放大能力就会下降,当输出信号下降到原来输出的0.707倍时,也就是根号2分之一,或者叫减小了3dB,这时候信号的频率就叫做运放的带宽。 3、当输出信号幅度很小在0.1Vp-p以下时,主要考虑增益带宽积的影响。 就是Gain Bandwidth=放大倍数*信号频率。 当输出信号幅度很大时,主要考虑转换速率Sr的影响,单位是V/uS。

放大器带宽和增益指标

放大器中关于带宽和增益带宽等的主要指标 2008-09-17 14:13 开环带宽:开环带宽定义为,将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得开环电压增益从运放的直流增益下降3db(或是相当于运放的直流增益的0.707)所对应的信号频率。这用于很小信号处理。 单位增益带宽GB:单位增益带宽定义为,运放的闭环增益为1倍条件下,将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得闭环电压增益下降3db(或是相当于运放输入信号的0.707)所对应的信号频率。单位增益带宽是一个很重要的指标,对于正弦小信号放大时,单位增益带宽等于输入信号频率与该频率下的最大增益的乘积,换句话说,就是当知道要处理的信号频率和信号需要的增以后,可以计算出单位增益带宽,用以选择合适的运放。这用于小信号处理中运放选型。 转换速率(也称为压摆率)SR:运放转换速率定义为,运放接成闭环条件下,将一个大信号(含阶跃信号)输入到运放的输入端,从运放的输出端测得运放的输出上升速率。由于在转换期间,运放的输入级处于开关状态,所以运放的反馈回路不起作用,也就是转换速率与闭环增益无关。转换速率对于大信号处理是一个很重要的指标,对于一般运放转换速率SR<=10V/μs,高速运放的转换速率SR>10V/μs。目前的高速运放最高转换速率 SR达到6000V/μs。这用于大信号处理中运放选型。 全功率带宽BW:全功率带宽定义为,在额定的负载时,运放的闭环增益为1倍条件下,将一个恒幅正弦大信号输入到运放的输入端,使运放输出幅度达到最大(允许一定失真)的信号频率。这个频率受到运放转换速率的限制。近似地,全功率带宽=转换速率/2πVop(Vop是运放的峰值输出幅度)。全功率带宽是一个很重要的指标,用于大信号处理中运放选型。 建立时间:建立时间定义为,在额定的负载时,运放的闭环增益为1倍条件下,将一个阶跃大信号输入到运放的输入端,使运放输出由0增加到某一给定值的所需要的时间。由于是阶跃大信号输入,输出信号达到给定值后会出现一定抖动,这个抖动时间称为稳定时间。稳定时间+上升时间=建立时间。对于不同的输出精度,稳定时间有较大差别,精度越高,稳定时间越长。建立时间是一个很重要的指标,用于大信号处理中运放选型。 等效输入噪声电压:等效输入噪声电压定义为,屏蔽良好、无信号输入的的运放,在其输出端产生的任何交流无规则的干扰电压。这个噪声电压折算到运放输入端时,就称为运放输入噪声电压(有时也用噪声电流表示)。对于宽带噪声,普通运放的输入噪声电压有效值约10~20μV。 差模输入阻抗(也称为输入阻抗):差模输入阻抗定义为,运放工作在线性区时,两输入端的电压变化量与对应的输入端电流变化量的比值。差模输入阻抗包括输入电阻和输入电容,在低频时仅指输入电阻。一般产品也仅仅给出输入电阻。采用双极型晶体管做输入级的运放的输入电阻不大于10兆欧;场效应管

可控增益放大器的应用

2012年TI杯上海赛区竞赛题目 可控增益放大器 1、任务 基于乘法器型DAC或压控增益放大器设计一个可控增益放大器,并将其用于自动增益控制器中。 2、基本要求: 设计一个负载为1K欧姆的可控增益放大器,可控增益放大器的放大倍数从1至128倍可调;通过按键短按,控制步进为4倍循环(1,4,16,64,128,1,…);(1)输入信号为频率为1KHz,200mVpp的正弦信号时,在所有增益条件下: a.增益精度高于1%; b.无明显波形失真; (2)输入一个1KHz,200mVpp的方波,在所有增益条件下, a. 输出方波没有形态失真(输出变为三角波/正弦波,或有寄生振荡频率); b. 输出方波的过冲不超过5%; c. 输出方波的上升到90%的上升时间应小于80uS; (3)制作一个100mV的直流电平(用万用表测量),做为可控增益放大器的输入,在增益为128倍时: a. 用万用表测量得到的输出电压误差不超过1%; b. 用示波器测量得到的电压纹波不大于1%; 3、发挥要求: (1)基于基本部分的可控增益放大器,设计一个自动增益控制器。长按按键可进入(LED亮)或退出(LED灭)自动增益控制器功能,当向可控增益放大器输入1KHz,200mVpp-2Vpp间变化的正弦信号或其他波形信号时: a.输出波形稳定在0.5Vpp,幅度精度为1%;

b.频率和波形不变; c.响应时间小于1s;并尽可能提高响应速度; (2)将输入信号扩展为1KHz,20mVpp – 20Vpp间变化的正弦信号或其他波形信号时,完成自动增益控制功能: a.输出波形稳定在0.5Vpp,幅度精度为1%; b.频率和波形不变; c.响应时间小于1s;并尽可能提高响应速度; d.在自动增益控制模式下,通过按键短按,输出信号的幅度可以在 0.5Vpp,1Vpp和2Vpp间切换; (4)减少器件使用的数量,降低成本; 5、说明 所有放大器的供电由实验室台式电源提供,供电电压自由选择;MSP430和乘法器型DAC的供电电源由运放供电电压转换后获取,可利用Launchpad上的线性稳压器(测试时不得挂USB数据线),注意调试时可能和Launchpad 上的USB 供电冲突。

一种增益可控的射频宽带放大器设计

一种增益可控的射频宽带放大器设计 射频宽带放大器是各类电子仪器与仪表里很常用、很重要的一个單元电路。为此,论述了一款增益可控的射频宽带放大器的设计选型的过程,给出了参数的计算过程和选型是要考虑的技术指标和功能。因此结论对模拟放大电路的设计具有一定的参考价值。 标签:射频;宽带放大器;参数计算;选型要求 doi:10.19311/https://www.360docs.net/doc/bc13918688.html,ki.16723198.2017.09.088 1理论计算 1.1设计要求 根据用户对高频、大信号的放大要求,课题研究小组进过分析和研究,得出下列的具体设计参数: (1)被设计的放大器的电压增益A V≥52dB,增益可控52dB,输入信号电压的有效值Vi≤5mV,其输入阻抗、输出阻抗均为50欧姆,负载电阻50欧姆,且输出电压有效值V o≥2V,波形无明显失真; (2)在50MHz~160MHz频率范围内增益波动不大于2dB; (3)-3dB的通频带不窄于40MHz~200MHz,即fL≤40MHz和fH≥200MHz; (4)电压增益A V≥52dB,当输入信号频率f≤20MHz或输入信号频率f≥270MHz时,实测电压增益A V均不大于20dB; (5)放大器采用+12V单电源供电,所需其它电源电压自行转换。 通过对上述设计要求的分析可知,此课题对宽带放大器的参数选型提出了很高的要求,诸如:压摆率、增益带宽积、最大输出功率、高频高输出摆幅等都要进行严格的计算。只有做到科学计算,才能为正确的集成放大器选型打下坚实的基础,为后续设计提供科学保障。 1.2放大器的参数计算 (1)最小增益需要达到52dB(400倍),带宽200MHz,系统增益带宽积高达8*109MHz(*此处应注意多级放大和增益分配*); (2)输入电压有效值最大5mv,需要做小信号低噪声放大;

2015年国赛D题-增益可控射频放大器

D 题增益可控射频放大器 电子科技大学 作者:谭文张育铭易嗣为

摘要 本系统由电流反馈型运算放大器AD8009,程控衰减器HMC307构建而成。系统前级通过级联四片AD8009实现46dB固定增益放大,由前级衰减器和中间级衰减器实现4dB~66dB总动态增益范围,后级由RF3827做功率级保证输出有效值2V 以上且波形不失真。系统各部分采用屏蔽盒进行电磁屏蔽,各个模块独立线性稳压电源供电,提高稳定性和抗干扰能力。经测试,本系统达到了题目的所有要求。 关键词:射频宽带放大器、HMC307、AD8009 Abstract This system consists of current feedback amplifier AD8009 and digital attenuator HMC307.The primary System achieve 46dB fixed gain by cascading 4 AD8009 and achieve 4dB~66dB gain dynamic rang with two digital attenuatores. To reach 2Vrms output without distortion,we use RF3827 as final amplifier . All parts of system are warped up by shielding box protected from EMI.Every module are supplyed by separate LDO to enhance system’s stability and anti-jamming capability.This system pass text andmeet all request of subject

基于vca820的压控增益放大器设计

基于vca820的压控增益放大器设计 摘要 对于压控增益放大器的设计,采用可调增益运放,并给出测试数据。关键词:VCA820 增益控制 一、设计要求 (一)设计要求采用压控增益放大(VCA820)。 (二)输入1mv输出1v。 (三)用TINA软件仿真,给出仿真结果,画出原理图。 二、方案设计 设计压控增益放大器有多种方案,本设计采用VCA820作为放大电路的核心部件。 VCA820的增益与控制电压成线性关系,最大带宽能达到150MHz,增益控制围为-20dB到20dB,精度较高。所以选用VCA820作为运放以达到实验的要求。

三、原理分析 电路前级可控增益放大,后级放大电路为OPA695控制的放大电路,VCA820放大电路接入反馈,经过后级放大输出达到设计的要求。系统实现框图如下: 图1 系统结构框图 四、系统硬件设计 (一)VCA820简介 TI公司的VCA820芯片是一款直流耦合、宽带宽线性放大器,通过改变控制电压能够连续改变放大倍数。它提供高阻抗单端转换的差分输入,增益控制一般通过设置增益电阻和反馈电阻从理论上最大值设定到40dB。VCA820的部结构由两个输入缓冲和集成了一个乘法器核的输出电路反馈放大级,该电路提供了一个无须外接缓冲就能有完整可变电压增益系统。最大增益由外部两个电阻设置,这为设计提供了很大灵活性。 VCA820带宽增益放大器,在控制电压作用下,该器件可以提供精确的增益,按Vout/Vin线性变化,基本增益为:Vout/Vin=RfRGVG+RfRG-RdR1,其中VG是控制电压输入,电压基本增益为(V/V),调节VG可实现对数增

增益可调差动放大器的设计(特别版)

说明:这篇课题设计是小酒花生为陈姐特别制作!如果需要可以进行修改,若觉得不是很满意,那么自己可以设计更好的;倘有不妥之处,还请多多指正,谢谢!!! 增益可调差动放大器的设计与仿真 物理信息学院08电科二班XXX20081030XX 摘要: 本课题设计利用增益可调放大器uA709芯片为设计核心,根据uA709的放大原理,利用公式计算出放大倍数,然后利用专业软件(如ORCAD)模拟和仿真增益可调放大器电路,并测出其电压及电压增益的实际值! 关键字:UA709LM709CN ORCAD 一﹑课题背景: 近年来随着计算机和互联网的迅速发展和普及,多媒体信息的高速传输呈现飞速增长的趋势。放大器作为集成电路的一种重要的组成部分是国内外研究的热点。目前集成放大器的研究主要集中在多级运放的补偿、宽带高速运放、满足专用放大器的特殊结构和提高通用放大器指标的方法等这几个方向。但是可调增益放大器的研究国外开展较多,国内目前已有少量关于可调增益放大器的研究,主要是基于CMOS工艺的可调增益放大器的设计放大。宽带放大器在光纤通信、电子战设备及微波仪表等方面应用越来越广泛。这些系统一般要求放大器具有增益可调、宽频带、低噪音、工艺稳定等特点。可调增益放大器是一种通过改变电路某一参对量对放大器增益进行调节的放大器,广泛应用于无线通讯、医疗设备、助听器、磁盘驱动等领域。 差动放大电路又叫差分电路,他不仅能有效的放大直流信号,而且能有效的减小由于电源波动和晶体管随温度变化多引起的零点漂移,因而获得广泛的应用。特别是大量的应用于集成运放电路,他常被用作多级放大器的前置级。 基本差动放大电路由两个完全对称的共发射极单管放大电路组成,该电路的输入端是两个信号的输入,这两个信号的差值,为电路有效输入信号,电路的输出是对这两个输入信号之差的放大。设想这样一种情景,如果存在干扰信号,会对两个输入信号产生相同的干扰,通过二者之差,干扰信号的有效输入为零,这就达到了抗共模干扰的目的。 第一个使用真空管设计的放大器大约在1930年前后完成,这个放大器可以执行加与减的工作。今日的运算放大器,无论是使用晶体管(transistor)或真空管 (vacuum tube)、分立式(discrete)元件或集成电路(integrated circuits) 元件,运算放大器的效能都已经逐渐接近理想运算放大器的要求。早期 的运算放大器是使用真空管设计,现在则多半是集成电路式的元件。但 是如果系统对于放大器的需求超出集成电路放大器的需求时,常常会利 用分立式元件来实现这些特殊规格的运算放大器。 1960年代晚期,仙童半导体(Fairchild Semiconductor)推出了第一个被广泛使用的集成电路运算放大器,型号为μA709,设计者则是鲍伯?韦勒(Bob Widlar)。但是709很快地被随后而来的新产品μA741取代,741有着更好的性能,更为稳定,也更容易使用。741运算放大器成了微电子工业发展历史上一个独一无二的象征,历经了数十年的演进仍然没有被取代,很多集成电路的制造商至今仍然在生产741。直到今天μA741仍然是各大学电子工程系中讲解运放原理的典型教材。

(第4组)电压控制增益可变放大器设计(VGA)设计(DOC)

题目: 电压控制增益可变放大器设计(VGA)设计 216第四组 摘要:基于压控增益放大器VCA822,设计一个能够对频率大于15MHz,幅值小于1V的信号进行调理的程控增益放大器。该放大器增益17~58dB可调,具有自动增益控制的功能。放大器的输出端用宽带运放AD811和分立元件搭建的推挽电路,加强该放大器的驱动负载的能力。 关键词:宽带放大器;VCA822;自动增益控制;推挽电路Abstract: Using FPGA as control core, a new method of designing a programmable gain amplifier which can handle with the signal that has the frequency more then 15MHz, and the amplitude less then 1V by using volt-controlling gain amplifier VCA822 is presented as following. The amplifier can be modulated from 10dB to 58dB, with the function of automatically controlling gain. The output side of this amplifier adopts the push-pull circuit constructed by wideband amplifier AD811 and discrete components, and enforces its ability of driving loads. Key words: wideband amplifier; VCA822; control of gain; push-pull circuit

宽带放大器(B题)

宽带放大器(B题) 本设计由三个模块电路构成:前级放大电路(带AGC部分)、后级放大电路和单片机显示与控制模块。在前级放大电路中,用宽带运算放大器AD603两级级联放大输入信号,输出放大一定倍数的电压,经过后级放大电路达到大于8V的有效值输出。ADUC812的单片机显示、控制和数据处理模块除可以程控调节放大器的增益外,还可以实时显示输出电压有效值。 本设计采用高级压控增益器件,进行合理的级联和阻抗匹配,加入后级负反馈互补输出级,全面提高了增益带宽积和输出电压幅度。应用单片机和数字信号处理技术对增益进行预置和控制,AGC稳定性好,可控范围大,完成了题目的所有基本和发挥要求。 方案论证与比较 1.可控增益放大器部分 方案一简单的放大电路可以由三极管搭接的放大电路实现,图1为分立元件放大器电路图。为了满足增益60dB的要求,可以采用多级放大电路实现。对电路输出用二极管检波产生反馈电压调节前级电路实现自动增益的调节。本方案由于大量采用分立元件,如三极管等,电路比较复杂,工作点难于调整,尤其增益的定量调节非常困难。此外,由于采用多级放大,电路稳定性差,容易产生自激现象。 方案二为了易于实现最大60dB增益的调节,可以采用D/A芯片AD7520的电阻权网络改变反馈电压进而控制电路增益。又考虑到AD7520是一种廉价型的10位D/A转换芯片,其输出V out=Dn×Vref/210,其中Dn为10位数字量输入的二进制值,可满足210=1024挡增益调节,满足题目的精度要求。它由CMOS 电流开关和梯形电阻网络构成,具有结构简单、精确度高、体积小、控制方便、外围布线简化等特点,故可以采用AD7520来实现信号的程控衰减。但由于AD7520对输入参考电压Vref有一定幅度要求,为使输入信号在mV~V每一数

运算放大器参数

一、增益带宽积 英文:Gain Bandwidth Product。 缩写:GBP,GBWP, GBW or GB。 增益带宽积是用来简单衡量放大器的性能的一个参数。就像它的名字一样,这个参数表示增益和带宽的乘积。在频率足够大的时候,增益带宽积是一个常数。 举例说明:假设运算放大器的增益带宽积为1 MHz,它意味着当频率为1 Mhz时,器件的增益下降到单位增益。即此时A=1。同时说明这个放大器最高可以以1 MHz的频率工作而不至于使输入信号失真。由于增益与频率的乘积是确定的,因此当同一器件需要得到10倍增益时,它最高只能够以100 kHz的频率工作。 二、单位增益带宽 单位增益带宽定义为,运放的闭环增益为1倍条件下,将一个频率可变恒幅正弦小信号输入到运放的输入端,随着输入信号频率不断变大,输出信号增益将不断减小,当从运放的输出端测得闭环电压增益下降3db(或是相当于运放输入信号的0.707)时,所对应的信号频率乘以闭环放大倍数1所得的增益带宽积。单位增益带宽是一个很重要的指标,对于正弦小信号放大时,单位增益带宽等于输入信号频率与该频率下的最大增益的乘积,换句话说,就是当知道要处理的信号频率和信号需要的增益后,可以计算出单位增益带宽,用以选择合适的运放。这用于小信号处理中运放选型。 单位增益带宽, 电压增益为1 时的带宽. 有的文件称为"带宽增益乘积" GBW, 可以用来 估算你的放大器电路带宽. 如ICL76XX 的GBW=44KHz, 当接成电压跟随器G=1 时 BW=44KHz, 而接成正反相运算电路G=10 时, BW=4.4KHz. 三、电源抑制比 Power Supply Rejection Ratio 电源抑制比(PSRR)是输入电源变化量(以伏为单位)与转换器输出变化量(以伏为单位)的比值,常用分贝表示。对于高质量的D/A转换器,要求开关电路及运算放大器所用的电源电压发生变化时,对输出的电压影响极小。通常把满量程电压变化的百分数与电源电压变化的百分数之比称为电源抑制比。 四、输入失调电压 失调电压,又称输入失调电压,Input Offset Voltage, 记为U1,一个理想的运放,当输入电压为0时,输出电压也应为0。但实际上它的差分输入级很难做到完全对称。通常在输入电压为0时,存在一定的输出电压。 解释一:在室温25℃及标准电源电压下,输入电压为0时,为使输出电压为0,在输入端加的补偿电压叫做失调电压。 解释二:输入电压为0时,输出电压Vo折合到输入端的电压的负值,即VIO=- VO|VI=0/AVO 输入失调电压反映了电路的对称程度,其值一般为±1~10mV 五、开环增益 OPEN-LOOP gain 在不具负反馈情况下(开环路状况下),运算放大器的放大倍数称为开环增益,简称AVOL。AVOL的理想值为无限大,一般约为数千倍至数万倍之间,其表示法有使用dB及V/mV等,例如μA741C及LM318的AVOL典型值均为200V/mV或106dB。 六、全功率带宽

通用可变增益放大器

-------------------------------------------- 加密号: 加密号: 学校编号:NEFU-B-001 学校名称:东北林业大学 队员姓名:姚金龙连建君谭婷 赛点负责人: 教务处章: 2008年8月17日

通用可变增益放大器(B题) 摘要 本着简单、准确、可靠、通用的原则,采用了分级设计匹配互连的思想。本放大器系统分为前级放大部分、增益放大与控制电路部分、档位控制部分、后级稳压输出部分四部分。全系统采用单一的模拟电路方式,通过前级放大部分获得所需输入电压、输入阻抗等重要参数;通过拨码开关连接的反馈电阻进行精密全局控制,获得20dB至40dB之间分辨力不低于0.1%的可变增益范围;通过档位控制部分电路实现四个档位增益值转换,在衰减电路的作用下得到三个档位的增益值,即—20dB至0、0至20dB、20dB至40dB;最后通过后级稳压输出部分获得输出幅度不低于±8V的输出电压,此部分电路包括抑制零点漂移的调零电路。通过验证,本系统可以对输出电压数值的漂移,零点漂移等不良影响进行有效地抑制和降低。通过全面的调试和测量,使得本系统基本满足题目的基本部分和发挥部分的要求并融入了自己的创新思想,设计出了一个可控范围大、输出幅度高、稳定性好、抗干扰能力强、幅频特性好的通用可变增益放大器。

目录 摘要 (2) 目录 (3) 一、方案论证与比较 (4) 1、前级放大部分 (4) 2、增益放大与衰减控制电路 (4) 3、后级电压输出 (5) 二、系统设计 (5) 1、总体设计思路 (5) 2、主要电路原理分析与计算 (6) 2.1、前级放大电路 (6) 2.2、增益放大与控制电路 (6) 2.3、档位控制电路 (7) 2.4、电压输出电路 (7) 三、系统测试方法与测试数据 (8) 1、测试仪器 (8) 2、测试方法与测试数据 (8) 2.1、测前级放大电路 (8) 2.2、测增益放大与控制电路 (8) 2.3、各级电路调节好后,进行测量和详细记录 (8) 3、测试结果分析 (9) 3.1、测试结果分析 (9) 3.2、误差分析 (9) 3.3、测试心得 (10) 四、总结 (10)

增益带宽可调放大器_杨曌

电 子 测 试 0 前言 在实际应用中,需要放大的信号往往在一定频率范围内变化,显然,带宽和增益是放大器的两个重要指标。低噪声、宽频带、高效率的放大器设计在工业中经常出现,并且要求的指标不断提高。本文介绍一款前级为可变增益放大器(VGA)AD603调节增益,后级为电流反馈型运放THS3091放大功率,并采用负反馈思想抑制零点漂移问题的设计方案,此方案还采取多种措施来抵抗干扰,降低噪声,获得很好的效果。 1 设计的主要技术指标 2.1 放大器电压增益Av≥40dB,在0~40dB范围内手动连续调节,或5dB步距调节; 2.2 在最大增益下,放大器可过直流,可(1MHz、2MHz、4MHz 三点)预置并显示,并尽量减小带内波动,衰减斜率≥-40db/十倍频; 2.3 在50Ω的负载上,放大器最大不失真输出电压峰峰值≥10V。 2.4 放大器输入为正弦波时,可测量并数字显示输出电压的峰峰值和有效值,输出电压(峰峰值)测量范围为0.5~10V,相对误差小于5%; 2 理论分析与方案选择 综合分析设计指标,主要难点共有三个方面:一是在较宽的带宽内实现较大的放大能力,且以两种方式调节增益;二是保证实现要求的功率输出;三是放大电路的零点漂移问题,因为带宽下限为0Hz,高精度放大器必须最大程度解决零点漂移。 2.1 带宽增益积 带宽增益积是指放大电路通带电压增益与通频带的乘积。本系统设计最大电压增益≥40dB(100倍),通频带最大达到4MHz,所以增益带宽积为:。 2.2 放大器稳定性 为了使放大器稳定,设计时不能接近自激振荡的条件:幅度平衡条件|AF|=1,相位平衡条件φA+φF=π和起振条件|AF|略大于1,留有裕量越大,放大器愈不易产生自激振荡,但设计也就愈困难。 对于电压反馈型运放AD603,人为引入电阻、电容,使它在原自激振荡频率处产生附加相移,不再满足自激条件。对于电流反馈型运放THS3091,采取注意走线布局、选用合适反馈电阻,使其不因阻值过大而产生大分布电容或降低带宽。 2.3 负反馈抑制零点漂移 零点漂移是放大器输入为零时,输出端的电压不为零,并且电压偏置随时间、温度、电源电压等一起变化的现象。由于AD603本身的零点漂移较大,最大为30mV,所以在AD603输出端引入自动零偏调理电路,即将AD603输入短路,不断采样AD603的输出直流偏置电压,送入单片机处理并通过D/A输出,在调零放大器的调零端加入对应的校正电压,使这个直流偏置电压为零。功率放大电路中,则应尽量采用低温漂运放。 此增益带宽可调放大器主要确定以下五个模块: 2.3.1可变增益放大的选择 采用低噪声、精密控制的可变增益放大器AD603作增益控制核心器件,其温度稳定性高,增益(dB)与控制电压(V) 增益带宽可调放大器 杨 曌 (东南大学,211189) 摘要:本论文介绍一款高指标的增益带宽可调放大器的设计与制作。设计采用多重措施来降低噪声,提高效率,并且采用负反馈思想抑制零点漂移。实测表明,设计出的增益带宽可调放大器各项指标能很好地达到设计要求,具有一定的实用性,为工业生产和电子竞赛提供可靠参考。 关键词:增益带宽可调放大器负反馈精度 Adjustable amplifier gain bandwidth Yang Zhao (SoutheastUniversity,211189) Abstract:This paper describes design and fabrication of super quality amplifier with adjustable gain bandwidth. Multiple measures were taken by this design to reduce noise, increase efficiency, and negative feedback to inhibit of zero-point drift. Measurement shows that this amplifier meets the design requirements, and can provide reliable reference for practicability of industrial production and electronic competition. Keywords:adjustable gain bandwidth;amplifier;negative feedback;accuracy ·16·

高增益宽带放大器的研究与设计

南京师范大学中北学院 毕业设计(论文)(2013届) 题目:高增益宽带放大器的研究与设计 专业:电子信息工程 姓名:XXX 学号: XXX 指导教师:王兴和职称:教授 填写日期: 2013-5-10 南京师范大学中北学院教务处制

摘要 在无线通信系统中,高增益宽带放大是其重要的组成部分,它性能的好坏对整个系统起着重要的的作用。随着通信技术的发展,军用和民用对其提出了更高的要求,对射发系统的研制提出了更高的要求甚至是全新的要求。 文章介绍了一种基于模拟运算放大器实现的增益可控的宽带放大器。该器件由三个部分组成,第一部分由运算放大器OPA2613组成,第二部分中间级连续可调增益由放大器OPA842完成,第三部分功放由AD811完成。工作频带宽可达3.9MHZ,增益调节0dB-53dB。放大器噪声小, 动态范围宽。在通频带内增益起伏为1dB左右。通过反馈电阻可调,可实现增益的变化。通过Multisim的仿真能达到良好的效果。整个系统工作可靠,稳定,而且成本低效率高。 关键词:OPA2613 OPA8421 AD811 可控增益带宽放大器

ABSTRACT In a wireless communication system, high-gain broadband amplification is an important part of that, It is good or bad performance of the whole system plays an important role. With the development of communication technology, military and civilian put forward higher requirements for it, Hair on the radio system development put forward higher requirements even entirely new requirements. This paper presents a simulation-based operational amplifier gain controlled wideband amplifier. The device consists of three parts, the first part of the operational amplifier OPA2613, and the second part of the intermediate stage adjustable gain amplifier OPA842 completed by the third part of the amplifier by the AD811 is completed. Frequency band up to 3.9MHZ, gain adjustment 0dB-53dB. Amplifier noise, wide dynamic range. Ups and downs in the pass band gain is about 1dB.. Adjustable through the feedback resistor, the gain variation can be achieved. By Multisim simulation can achieve good results. The whole system is reliable, stable and cost-inefficient rate. Key words: OPA2613 OPA8421 AD811 Controllable gain Bandwidth amplifier

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