射频宽带放大器(D 题)
全国电子设计大赛武汉大学-射频宽带放大器(精)
T(josc ) T(josc ) e jT (osc ) 1
，则 T (josc ) 1 ，即环路增益为0db时， T (osc ) Af (josc ) 此时即使输入信号为零，仍有某一频率的信号输 出，即反馈放大器出现自激。要保证反馈放大器稳定工作，必须使其远 离自激状态，这种远离程度可用相位裕量 表示，其定义式为 当
具体模块设计
具体模块设计
二、程控增益放大电路 程控增益放大电路是整个系统增益可调的主要部分，它可以实现对增益连 续可调。在设计中采用了程控增益芯片VCA824，VCA824是一款宽带，电压线 性，连续可变的电压控制增益放大器。其增益最大调节范围可以达到40db，信 号带宽可以达到420MHz。在本设计中，使用了20db的调节范围(主要是为了提 高调节的裕量) 单片机控制的12位串行D/A TLV5616来实现控制电压的直流输出 （0-1V，相应的增益为0-20db）。具体电路如下：
全国电子设计大赛 射频宽带放大器
主要内容
设计要求 方案论证与比较
系统总体设计方案
理论分析与计算 系统测试结果 总结
1. 设计要求
1．基本要求 （1）电压增益 Av ≥20dB ，输入电压，输入电压有效值 Ui ≤20m V。Av在 0～20dB 范 围内可调。 （2）最大输出正弦波 电压有效值 Uo≥200mV，输出信号波形无明显失真 。 （3）放大器 BW -3dB 的下限频率 fL ≤0.3MHz ，上限频率 fH≥20MHz ，并要求在 1MHz ～15MHz 频带内增益起伏 ≤1dB 。 （4）放大器的输入阻抗 = 50Ω，输出阻抗 = 50Ω。 2．发挥要求 （1）电压增益 Av ≥60dB ，输入电压有效值 Ui ≤1 mV 。Av在 0～60dB范围内可调。 （2）在 Av ≥60dB 时，输出端噪声电压的峰值 U ≤100m V。 oNpp （3）放大器 BW -3dB 的下限频率 的下限频率 fL ≤0.3MHz ，上限频率 fH≥100MHz ， 并要求在 1MHz ～80MHz 频带内增 益起伏≤ 1dB 。该项目要求在 Av ≥60dB （或可达 到的最高电压增益点），最大输出正弦波有效值 Uo ≥ 1V ，输出信号波形无明显失真 条件下测试。 （4）最大输出正弦波电压有效值 Uo ≥1V，输出信号波形无明显失真。 （5）其他（例如进一步提高放大器的增益、带宽等）。
程控可变增益射频宽带放大器
程控可变增益放大器参赛队员：摘要本系统由宽带放大器OPA847、压控放大器VCA810和电流型运放OPA695组成。
系统前级通过OPA847实现10倍固定增益放大，中间级由压控放大器VCA810实现0.05~5V/V增益变化，后级由OPA695和继电器实现5~25V/V增益变化，末级由电阻网络进行10倍衰减，达到0dB~60dB 增益范围可调。
系统采用屏蔽盒进行电磁屏蔽，提高稳定性和抗干扰能力。
经测试，系统达到了题目所设定的所有指标。
关键词：放大器，VCA810，OPA847 ，OPA695AbstractThe system is designed with a broadband amplifier OPA847, Voltage controlled amplifier VCA810 and current-feedback operational amplifier OPA695.In the first stage, the system can achieve 10 times fixed-gain by OPA847.Then, in the intermediate stage, it uses VCA810 to achieve 0.05 ~ 5V / V gain range. In the latter part, the system achieves 5 ~ 25V / V gain variation by OPA695 and relays. In the last stage, the system achieves 10 times attenuation by the resistor network, so that the overall gain can be adjusted in the range of 0~60dB. In order to improve the stability and anti-jamming capability, the system uses the shield case to carry electromagnetic shielding. According to the test, all the indicators of the topic have reached .Keywords：RF broadband amplifier，VCA810，OPA847，OPA695目录1、方案论证1.1、≥60dB增益设计1.2、放大增益可调设计1.3、系统框图2、理论分析与计算2.1、宽带放大器设计2.2、频带内增益起伏控制2.3、射频放大器稳定性分析2.4、增益调整2.5、放大器带宽设计3、电路与程序设计3.1、前期固定增益电路设计3.2、VCA电路设计3.3、后级电路设计4、系统测试4.1、测试仪器4.2、测试方案及测试条件4.3、测试结果及分析5、参考文献输入VCA810输出输出一、方案论证1.≥60dB增益设计方案一：采用三极管实现。
全国大学生电子设计竞赛D题射频宽带放大器
2013年全国电子设计竞赛射频宽带放大器（D题）射频宽带放大器设计报告摘要：本系统采用可控增益宽带放大器VCA820和固定增益宽带放大器THS3202，进行合理的的级联和阻抗匹配，在加入后级功率输出，全面提高了增益带宽积。
应用单片机STC89C52对增益进行预置和控制，可实现0到60dB可调。
而且综合应用了电容去耦、滤波、使用屏蔽线传输信号以及使用屏蔽罩等抗干扰措施以减少放大器的噪声并抑制高频自激。
经测试，本方案完成了全部基本功能和部分扩展功。
Abstract: The system uses controllable gain broadband amplifiers VCA820 and fixed-gain broadband amplifiers THS3202, a reasonable cascade and impedance matching, power output level after joining, and comprehensively improve the gain-bandwidth product. Applications SCM STC89C52 preset and control the gain can be achieved from 0 to 60dB adjustable. And comprehensive application of the capacitive decoupling, filtering, use a shielded cable transmission signal and the use of shields and other measures to reduce interference and to suppress high frequency noise amplifier self-excitation. After testing, the program completed all the basic functions and some extended functionality.目录1．方案设计与论证................................... 错误!未指定书签。
射频宽带放大器(D 题)
2013 年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项（1）9 月 4 日8:00 竞赛正式开始。
本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。
（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。
（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。
（4）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。
（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。
（6）9 月7 日20:00 竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。
射频宽带放大器（D 题）【本科组】一、任务设计并制作一个射频宽带放大器。
二、要求1．基本要求（1）电压增益A v ≥20dB，输入电压有效值U i ≤20mV。
A v 在0～20dB 范围内可调。
（2）最大输出正弦波电压有效值U o≥200mV，输出信号波形无明显失真。
（3）放大器BW-3dB 的下限频率f L ≤0.3MHz，上限频率f H≥20MHz，并要求在1MHz～15MHz 频带内增益起伏≤1dB。
（4）放大器的输入阻抗= 50 ，输出阻抗= 50 。
2．发挥部分（1）电压增益A v ≥60dB，输入电压有效值U i ≤1 mV。
A v 在0～60dB 范围内可调。
（2）在A v ≥60dB 时，输出端噪声电压的峰峰值U oNpp ≤100mV。
（3）放大器BW-3dB 的下限频率f L ≤0.3MHz，上限频率f H≥100MHz，并要求在1MHz～80MHz 频带内增益起伏≤1dB。
该项目要求在A v ≥60dB（或可达到的最高电压增益点），最大输出正弦波电压有效值U o ≥1V，输出信号波形无明显失真条件下测试。
射频放大器设计考核试卷
C.功率计
D.噪声系数分析仪
三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）
1.射频放大器通常工作在_______频率范围。
2.为了提高射频放大器的稳定性，可以采用_______电路设计。
3.射频放大器中的_______是衡量其效率的重要指标。
4.在射频放大器设计中，_______是影响线性度的关键因素。
B.带宽
C.线性度
D.噪声系数
10.在射频放大器中，以下哪些电路可以用来实现匹配？（）
A. L型匹配网络
B. π型匹配网络
C. T型匹配网络
D.耦合器
11.射频放大器的输出功率与以下哪些因素有关？（）
A.晶体管的功率增益
B.匹配网络的效率
C.电源电压
D.输出负载
12.以下哪些情况下可能发生射频放大器的失真？（）
A. L型匹配网络
B. π型匹配网络
C. T型匹配网络
D.所有上述匹配网络
8.射频放大器中的噪声主要来源于哪个部分？（）
A.晶体管
B.电阻
C.电容
D.电感
9.在射频放大器设计中，如何降低噪声系数？（）
A.增加晶体管数量
B.减小增益
C.降低工作频率
D.选用低噪声晶体管
10.射频放大器的线性度与哪个参数有关？（）
8. ABCD
9. ABCD
10. ABC
11. ABC
12. ABC
13. ABC
14. AD
15. ABCD
16. ABC
17. ABCD
18. ABC
19. ABCD
20. ABCD
三、填空题
射频宽带放大器D题优选稿
射频宽带放大器D题集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-2013年全国大学生电子设计竞赛射频宽带放大器（D题）【本科组】2013年9月7日摘要本系统以程控增益调整放大器AD603为核心，外加宽带放大器OPA690的配合，实现了高增益可调的射频宽带放大器。
系统主要由六个模块构成：前置放大电路、一阶RC高通滤波电路、可控增益放大电路、输出缓冲电路、直流稳压电源以及单片机显示控制模块。
系统通过第一级OPA690两级级联电路放大20dB，再通过单片机程控两级级联的AD603实现-20～60dB的动态增益变化，从而满足电压增益Av在0～60dB范围内可调的要求。
整个系统放大器可放大1mV 有效值信号，增益可达80dB，通频带内增益起伏1dB,放大器在Av=60dB的时候，输出噪声电压峰-峰值为80mV，通过单片机控制可实现电压增益Av可预置并显示的功能。
整个系统工作可靠、稳定，且成本低。
关键词：射频宽带放大；可控增益；AD603目录射频宽带放大器（D题）【本科组】1系统方案论证1.1方案比较与选择1.1.1前置放大电路方案一：使用分立元件三极管、电阻、电容、电感等构成前置放大电路。
该电路在元件参数设置不精准的情况下，误差较大，且电路结构复杂，设计困难，调试繁琐，故不采用。
方案二：使用仪表放大电路。
仪表放大器具有低输入失调电压、高共模抑制比、可用单电阻实现增益大范围调节等优点，但是专用的仪表放大器价格通常比较昂贵，所以不予采用。
方案三：采用OPA690运放电路。
OPA690为低噪声、低直流零点漂移运放，且结构简单，调试容易，电路稳定，效果较好。
综合以上三种方案，选择方案三。
1.1.2可控增益放大电路方案一：利用高速运放加数字电位器构造可程控放大器，通过控制数字电位器阻值来控制放大器增益。
但数字电位器建立时间最快也需几us，加之数字电位器3db截止频率一般在几百KHz，当输入信号为MHz数量级下阻值准确性会产生失真，使得程控变得困难，而且高速运放在低频下的响应远不能满足要求。
射频功率放大器宽带匹配如何解决？这篇文章讲得够详细了
射频功率放大器宽带匹配如何解决？这篇文章讲得够详细了在很多远程通信、雷达或测试系统中，要求发射机功放工作在非常宽的频率范围。
例如，工作于多个倍频程甚至于几十个倍频程。
这就需要对射频功放进行宽带匹配设计，宽带功放具有一些显著的优点，它不需要调谐谐振电路，可实现快速频率捷变或发射宽的多模信号频谱。
宽带匹配是宽带阻抗匹配的简称，是宽带射频功放以及最大功率传输系统的主要电路，宽带匹配的作用是，使射频功率放大管的输入、输出达到最佳的阻抗匹配，实现宽带内的最大功率放大传输。
因此，宽带阻抗匹配网络的设计是宽带射频功放设计的主要任务。
同轴电缆阻抗变换器简称同轴变换器，能实现有效的宽带匹配，可以为射频功率放大管提供宽频带工作的条件。
同轴变换器具有功率容量大、频带宽和屏蔽性能好的特性，可广泛应用于HF/VHF/UHF波段。
1 方案设计同轴变换器及其组合是一种具有高阻抗变换比的宽带阻抗匹配网络，它能将射频功率放大管的较低的输入阻抗或输出阻抗有效匹配到系统的标准阻抗50 Ω。
同轴变换器设计方案多选用1：1变比形式、1：4变比形式及其组合形式。
1．1 同轴变换器原理同轴变换器是由套上铁氧体磁芯的一段同轴电缆或同轴电缆绕在铁氧体磁芯上构成，一般称为“巴伦”。
“巴伦”的结构如图1(a)所示，其等效电路如图1(b)所示。
同轴变换器处于集中参数与分布参数之问。
因此，在低频端，它的等效电路可用传统的低频变压器特性描述，而在较高频率时，它是特性阻抗为Zo的传输线。
同轴变换器的优点在于寄生的匝间电容决定了它的特性阻抗，而在传统的离散的绕匝变压器中，寄生电容对频率性能的贡献是负面作用。
当Rs=RL= Zo时，“巴伦”可以认为是1：1的阻抗变换器。
同轴变换器在设计使用上有两点必须注意：源阻抗、负载阻抗和传输线阻抗的匹配关系；输入端和输出端应在规定的连接及接地方式下应用。
在大多数情况下，电缆长度不能超过最小波长的八分之一。
为了。
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、AD8009AbstractThis 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 andanti-jamming capability.This system pass text andmeet all request of subject一、系统方案 (1)1.1 程控增益的论证与选择 (1)1.2固定增益放大器的论证与选择 (1)1.3 输出缓冲级放大 (1)1.4滤波器设计 (2)1.5 总体框图 (2)二、系统理论分析与计算 (2)2.1宽带放大器设计 (2)2.2 频带内增益起伏控制 (2)2.3射频放大器的稳定性分析 (3)2.4 增益调整 (3)三、电路设计 (3)3.1固定增益模块设计 (3)3.2程控增益模块设计 (3)3.3后级射频功放模块设计 (3)四、测试方案与测试结果 (3)4.1 测试仪器 (3)4.2 测试方案及测试条件 (4)（1）测试阻抗匹配和负载设置 (4)（2）放大器电压增益测试 (4)（3）放大器BW及增益平坦度测试 (4)-3dB4.3测试结果及分析 (4)（1）放大器电压增益测试 (4)带宽测试 (4)（2）放大器BW-3dB五、参考文献 (4)增益可控射频放大器（D 题）【本科组】一、系统方案本系统主要由程控增益模块、固定增益放大模块、滤波器模块、功率放大器模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2013 年全国大学生电子设计竞赛试题
参赛注意事项
（1）9 月 4 日8:00 竞赛正式开始。
本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。
（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。
（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。
（4）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。
（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违
纪参赛队取消评审资格。
（6）9 月7 日20:00 竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。
射频宽带放大器（D 题）
【本科组】
一、任务
设计并制作一个射频宽带放大器。
二、要求
1．基本要求
（1）电压增益A v ≥20dB，输入电压有效值U i ≤20mV。
A v 在0～20dB 范围内可调。
（2）最大输出正弦波电压有效值U o≥200mV，输出信号波形无明显失真。
（3）放大器BW-3dB 的下限频率f L ≤0.3MHz，上限频率f H≥20MHz，并要求在1MHz～15MHz 频带内增益起伏≤1dB。
（4）放大器的输入阻抗= 50 ，输出阻抗= 50 。
2．发挥部分
（1）电压增益A v ≥60dB，输入电压有效值U i ≤1 mV。
A v 在0～60dB 范围内可调。
（2）在A v ≥60dB 时，输出端噪声电压的峰峰值U oNpp ≤100mV。
（3）放大器BW-3dB 的下限频率f L ≤0.3MHz，上限频率f H≥100MHz，并要求在1MHz～80MHz 频带内增益起伏≤1dB。
该项目要求在A v ≥60dB
（或可达到的最高电压增益点），最大输出正弦波电压有效值U o ≥
1V，输出信号波形无明显失真条件下测试。
（4）最大输出正弦波电压有效值U o ≥1V，输出信号波形无明显失真。
（5）其他（例如进一步提高放大器的增益、带宽等）。
三、说明
1．要求负载电阻两端预留测试端子。
最大输出正弦波电压有效值应在
R L =50 条件下测试（要求 R L 阻值误差≤5 %），如负载电阻不符合要 求，该项目不得分。
2．评测时参赛队自备一台 220V 交流输入的直流稳压电源。
3. 建议的测试框图如图 1 所示，可采用点频测试法。
射频宽带放大器幅频
特性示意图如图 2 所示。
信号源
射频宽带放大器
示波器/高频毫伏表
U i
自备直流稳压电源
U o
图1
Av(dB)
Av
测试框图
带内增益起伏≤1dB
-3dB
1MHz
fL
0.3MHz
3dB 带宽
15(80)MHz
fH
f （MHz ）
图2
幅频特性示意图
四、评分标准
项
系统方案
理论分析与计算
目
主要内容
比较与选择 方案描述
设计 报告
宽带放大器设计 频带内增益起伏控制 射频放大器稳定性 增益调整
电路与程序设计
电路设计 程序设计
4 8 2
分数
测试方案与测试结果 测试方案及测试条件 测试结果完整性 测试结果分析
4
设计报告结构及规范性 摘要
设计报告正文的结构 图表的规范性
2
20 19 10 21 50 18 2 16 6 8 50
总分 完成（1）
基本 要求
完成（2） 完成（3） 总分 完成（1） 完成（2）
发挥 部分
完成（3） 完成（4） 其他 总分。