宽带放大器(2010年赛题)
电子竞赛题可变增益宽带电流放大
目录1、方案论证 (3)1.1、控制器选择 (3)2、分析与计算 (4)2.1 增益带宽积 (4)2.2 通频带内增益起伏控制 (4)2.3 线性相位 (4)2.4 抑制直流零点漂移 (4)2.5 放大器的稳定性 (4)3、硬件设计3.1 放大电路的设计 (4)3.2 D/A 转换电路 (5)3.3 滤波器电路 (5)3.4 调零电路 (6)3.5 驱动级放大电路 (6)3.6 键盘与显示电路 (6)4、软件设计 (6)4.1 程序流程图 (6)4.2 程序分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．75、测试方案与测试结果 (8)可变增益宽带直流放大器摘要：本文设计了一种前置放大电路，在较宽的频率范围内具有良好的直流和交流特性。
该电路输出频率(DC-5MHz),电压增益连续可调等优点。
该设计前级放大电路由AD8056 两级串联组成，通过继电器控制实现 -20、0dB、20dB、40dB 放大。
利用乘法型 D/A 转换芯片 TLC7628 组成增益的乘法器。
高带宽的电流反馈型运放 AD811 组成的后级放大电路是本系统的驱动级，可实现 20dB 放大。
整个系统由单片机控制继电器与 D/A 转换器，当输入小信号时，具有较高的带宽并且可以实现至少 -20~40dB 连续可调与带宽预置显示的功能。
该系统简单、设计新颖，性价比高。
关键字：宽带增益连续可调预置增益1、方案论证1.1、控制器选择方案一：用单片机控制 D/A 转换器来产生连续可调的电压；用 D/A 产生的电压来控制压控增益放大器实现对信号的 0～20dB 增益连续可调；再选择通过两级 20dB 增益的放大器，最终实现放大器增益在 -20～40dB 范围内连续可调。
基本框图如图 1-1 所示。
方案二：输入信号先通过两级20dB 增益的放大器，实现信号的40dB 放大；在通过模拟乘法器实现-20～40dB 的衰减；信号再通过一级20dB 增益的放大器，实现增益在-20～40dB 范围内连续可调。
宽带放大器_B题_析评
校园电子图３２００３年全国大学生电子设计竞赛Ｂ题，即宽带放大器，湖北赛区参赛队只有１３队应试，占本赛区参赛队总数的５．７％；但全国唯一的索尼杯奖却由该题参赛队获得。
本文试图从对题意的领会、典型高速宽带运放ＡＤ６０３性能介绍及典型设计方案示例三个方面作粗浅释析，意在交流、切磋并望赐教。
对题意的领会对于题目基本部分和发挥部分的要求，最好将其分类、归纳，与教学训练内容结合起来，以便把握操作。
现将宽带放大器需要满足的技术指标整理如下：１．带宽 ３ｄＢ通频带为１０ｋＨｚ～６ＭＨｚ，可以扩展。
２．增益 （１）最小值为１０ｄＢ，基本指标为４０ｄＢ，最大值≥６０ｄＢ。
（２）可步进调节，在１０～５８ｄＢ范围内，步进间隔为６ｄＢ；要求更高时，步进间隔为２ｄＢ。
（３）可预置增益值，并显示。
（４）预置增益值与实测增益值的误差要求：在步进间隔为６ｄＢ时，误差小于２ｄＢ；在步进间隔为２ｄＢ时误差小于１ｄＢ。
（５）带内增益平坦度要求：在增益为４０ｄＢ时，在２０ｋＨｚ～５ＭＨｚ范围内，增益起伏小于１ｄＢ。
（６）自动增益控制要求：在４．５Ｖ≤Ｖ０≤５．５Ｖ范围内，ＡＧＣ范围≥２０ｄＢ，即输入信号的ＶｉＨ／ＶｉＬ大于１２．２倍。
３．最大输入电压幅度（有效值） （１）基本要求≥３Ｖ；（２）扩展要求≥６．５Ｖ；（３）数字显示正弦电压有效值。
４．噪声性能 在ＡＶ＝５８ｄＢ时，输出噪声峰－峰值不大于０．５Ｖ。
５．输入阻抗≥１ｋΩ；负载电阻为６００Ω；单端输入、单端输出。
６．进一步提高各项技术指标，扩展功能。
对题意要求作了如上整理后，在作总体方案设计时，至少有三点思路易于明确：（１）器件选择必须选择宽带、低噪、增益可程控放大的器件，且这类器件必须从新型的高速宽带运算放大器中去寻找；分立元件很难奏效。
（２）硬件系统；根据最大输出电压幅度和最大增益要求，系统可分为３级、２级或１级（满足基本要求）来实现，每级的增益分配都不会太大，易于实现。
（３）增益指标这一项，内容较复杂，但主要都是依靠编程技术来完成。
全国大学生电子设计竞赛训练教程-1.3.4 放大器类题目分析
1.3.4放大器类题目分析放大器类的题目有实用低频功率放大器（第二届，1995年）、测量放大器（第四届，1999年）、高效率音频功率放大器（第五届，2001年）和宽带放大器（第六届，2003年）。
实用低频功率放大器（第二届，1995年）要求设计制作一个具有弱信号放大能力的低频功率放大器，额定输出功率P OR≥10W，带宽BW≥（50～10000）Hz。
涉及到的基础知识包含有：电源整流和稳压，方波信号发生器，低频功率放大器等。
测量放大器（第四届，1999年）要求设计制作一个测量放大器及所用的直流稳压电源。
差模电压放大倍数A VD＝1～500。
涉及到的基础知识包含有：电源整流和稳压，信号变换放大器，测量放大器等。
高效率音频功率放大器（第五届，2001年）要求设计制作一个高效率音频功率放大器及其参数的测量、显示装置，3dB通频带为300Hz～3400Hz，最大不失真输出功率≥1W。
涉及到的基础知识包含有：电源整流和稳压，音频功率放大器等。
宽带放大器（第六届，2003年）要求设计并制作一个3dB通频带10kHz～6MHz，最大增益≥40dB的宽带放大器。
涉及到的基础知识包含有：电源整流和稳压，AGC，宽带放大器等。
各题目具体要求如下：1. 实用低频功率放大器[2]（第二届，1995年）（1）设计任务设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。
其原理示意图如图1.3.14所示。
图1.3.14 低频功率放大器原理示意图（2）设计要求①基本要求第1部分：在放大通道的正弦信号输入电压幅度为（5～700）mV，等效负载电阻R L为8Ω下，放大通道应满足：a. 额定输出功率P OR≥10W；b. 带宽BW≥（50～10000）Hz；c. 在P OR下和BW内的非线性失真系数≤3%；e. 在P OR下的效率≥55%；f. 在前置放大级输入端交流短接到地时，R L=8Ω上的交流声功率≤10mW。
第2部分：自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源②发挥部分第1部分：放大器的时间响应a. 方波产生：由外供正弦信号源经变换电路产生正、负极性的对称方波：频率为1000Hz、上升时间≤1μs、峰-峰值电压为200mV pp。
2010技术竞赛考试题
2010年全省技术能手竞赛有线电视专业试题一、填空: （每空1分，共40分）1、关于数字电视，国际上有3个标准，分别是ATSC-美国标准；DVB-欧洲标准；ISDB-日本标准，我国采用了作为我国数字电视标准。
2、河北省现在使用的有线数字电视机顶盒的菜单结构中系统设置中的节目搜索现在支持三种搜索模式是、、、。
3、业务是给用户提供暂停当前电视节目的功能，用户可以随时暂停当前正在播放的电视节目，也可以从暂停的节目开始继续收看当前的节目。
4、为了进行多路数字节目流的复用和有效传输，将分组基本码流（PES）做为负载插入TS流中，基本TS流的长度一般是Bytes。
5、为了更好地保证数字有线电视的传输质量，需要合理地规划载噪比（C/N），对于仅考虑高斯白噪声的理想信道而言，传输信道的载噪比（C/N）越高，则其BER 的值就越、MER值就越。
6、河北省数字电视视频节目有136套，用户使用有线数字电视机顶盒就可以收到河北省传输的所有数字电视节目，这136套数字电视分成了28个传输流传送，每个传输流占用模拟频点的带宽8M，采用了QAM调制方式。
7、为了在不同硬件组成的数字电视机顶盒上基于同一编程接口开发应用程序，机顶盒会采用技术隔离交互用户程序和系统资源。
8、在跨网络传输数据业务时用到了路由器，路由器是工作在ISO七层网络协议中的层。
9、国家广电总局《广播电视安全播出事件/事故管理规定》（技办字【2008】2号）对重大停播事故的要求是：属于省局直属播出单位的省数字电视中心平台：重要保证期、重点时段中央一套、省一套大于等于秒。
10、对节目内容加扰采用了同一个加扰算法和CW(控制字)，但是使用了不同的加密系统对各自的相关信息进行加密，这种加密技术是。
11、HDTV为的缩写，STB为的缩写12、有线电视网络的发展趋势可概括为、综合化、化。
13、任何有线电视系统无论其规模大小如何、繁简程度怎样，均可视为由信号源、、、用户分配网四个部分组成。
【电赛参考资料】精典赛题分析(2010版)
③到达时间比较法。
2.声音引导系统
1.三站测时差被动定位法 设A站为主站，B、C站为从站，S为服务对象。 设目标在某一个时段发出了音频脉冲信号，如图2.1.2所示，三站A、B、C接受此 信号后，经放大、滤波、整形后统一传输给主站A。
tAB tAC
2.声音引导系统
四、题目剖析 声音引导系统是全球卫星定位系统（GPS）在实验室内的一个缩影， 此题的重点和难点应该是定位方法和定位精度问题。
要对进行中的小车进行实时定 位，并引导它前进，必须建立数学 模型和坐标系。本题可采用直角坐 标系。原点可选在终点W处或者A 点处。现选在W处。 其定位方法有如下3种：
三、 说明 （1）不允许使用线性电源及成品的DC/DC模块。 （2）供电系统含测控电路并由UIN供电，其能耗纳入系统效率计算。 （3）除负载电阻为手动调整以及发挥部分（1）由手动设定电流比例外，其他 功能的测试过程均不允许手动干预。 （4）供电系统应留出UIN、UO、IIN 、IO、I1、I2参数的测试端子，供测试时 使用。 （5）每项测量须在5秒钟内给出稳定读数。 （6）设计制作时，应充分考虑系统散热问题，保证测试过程中系统能连续安全 工作。
2.声音引导系统
二、要求 1.基本要求 （1）制作可移动的声源。可移动的声源产生的信号为周期性音频脉冲信号， 声音信号频率不限，脉冲周期不限。
（ 2）可移动声源发出声音后开始运动，到达Ox线并停止，这段运动时间为 响应时间，测量响应时间，用下列公式计算出响应的平均速度，要求平均速 度大于5cm/s。
2.声音引导系统
排除方法 （1）如何排除声速误差和群延时对定位精度的影响。将当时当地声速v实测出来， 其测量方法：将声源分别放置在D点和W点，测量发出发声命令至A声塔接收到声波 信号的时间TDA和TWA，设A声塔和声源的系统误差时间为△ta,则有：
宽带放大器(王正齐)
宽带放大器作者：王正齐陈华奇邓如岑（华中科技大学）编号：1-16赛前辅导老师：尹仕文稿整理辅导老师：肖看本设计利用可变增益宽带放大器AD603来提高增益和扩大AGC控制范围，通过软件补偿减小增益调节的步进间隔和提高准确度。
输入部分采用高速电压反馈型运放OPA642作跟随器提高输入阻抗，并且在不影响性能的条件下给输入部分加了保护电路。
使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激。
功率输出部分采用分立元件制作。
整个系统通频带为1kHz～20MHz，最小增益0dB，最大增益80dB。
增益步进1dB，60dB以下预置增益与实际增益误差小于0.2dB。
不失真输出电压有效值达9.5V，输出4.5V-5.5V时AGC控制范围为66dB。
方案论证与比较1 增益控制部分方案一：原理框图如图1所示，场效应管工作在可变电阻区，输出信号取自电阻与场效应管与对'V的分压。
采用场效应管作AGC控制可以达到很高的频率和很低的噪声，但温度、电源等的漂移将会引起分压比的变化,用这种方案很难实现增益的精确控制和长时间稳定。
方案二：采用可编程放大器的思想，将输入的交流信号作为高速D/A的基准电压，这时的D/A作为一个程控衰减器。
理论上讲，只要D/A的速度够快、精度够高可以实现很宽范围的精密增益调节。
但是控制的数字量和最后的增益(dB)不成线性关系而是成指数关系，造成增益调节不均匀，精度下降。
2所示，使用控制电压与增益成线性关系的可编程增益放大器图1 方案一示意图PGA ，用控制电压和增益（dB ）成线性关系的可变增益放大器来实现增益控制。
用电压控制增益，便于单片机控制，同时可以减少噪声和干扰。
综上所述，选用方案三，采用集成可变增益放大器AD603作增益控制。
AD603是一款低噪声、精密控制的可变增益放大器，温度稳定性高，最大增益误差为0.5dB ，满足题目要求的精度，其增益（dB ）与控制电压（V ）成线性关系，因此可以很方便地使用D/A 输出电压控制放大器的增益。
全国电子设计大赛射频宽带放大器
全国电子设计大赛射频宽带放大器（D题）摘要本设计以增益调整、带宽预置、单片机反馈调节为核心，制作一个射频宽带放大器，要求具有0.3~100MHz通频带，增益0~60dB范围内可调，并且实现输入输出阻抗、最大输出正弦波有效值、指定频带内平坦度等功能指标要求。
由于系统输入信号小，频率高，带宽要求大，可控增益范围宽，并且需要满足平坦度、输出噪声电压等指标。
为此，采用高增益带宽运放组成频带预置、AD8367的压控增益放大系统完成增益调整、单片机实现反馈调节。
除此之外，通过增加缓冲级、外加硬件保护措施有效地抑制了高频信号的噪声和自激振荡。
经测试，系统对mV≤的输入信号实现了增益0~60dB范围内可调，带宽0.3~100MHz，并在11~80MHz频带内增益起伏dB1≤，且全程波形无明显失真。
完成了题目所要求的所有基本要求以及绝大部分发挥部分的性能指标。
关键字：带宽预置AD8367压控增益单片机1. 系统方案设计与论证1.1总体方案设计与论证分析该射频宽带放大器设计的指标，为达到题目所设定带宽与增益可调，并且能够满足在输入和输出阻抗=50Ω的情况下，最大输出正弦波电压有效值达到要求的目的，我们将整个系统分为前置缓冲级、带宽预置、增益调整、输出缓冲级、峰值检波等部分组成，主控器采用STC12系列单片机。
系统整体框图如图1所示： 图1 系统框图1.2前置缓冲级的方案论证与选择前置缓冲电路使用电压跟随器实现，如图2所示。
考虑到本系统的通频带为0.3~100MHz ，且输入阻抗限定为50Ω，由正相输入电压跟随器的输入阻抗为R j 趋于无穷大，所以图2电路的输入阻抗为k k k k R R R R R R R R ≈+*==j jj n i //。
则可令实际电路取R k =50Ω以达到输入阻抗要求。
除此之外，此前置放大电路还具有缓冲、避图2 前置缓冲级免引入噪声等作用，起到了良好的隔离功能。
其电压增益接近于1，运算放大器选用AD8005，此放大器的增益带宽积达到270MHz 。
宽带放大器(2010年赛题)
TI杯江苏省电子设计竞赛论文参赛题目：宽带放大器队员姓名：徐峰二年级姜宽宽二年级周锦明一年级设计指导：徐瑞亚徐小平论文指导：徐瑞亚徐小平学校院系：南京信息职业技术学院电子信息学院功率放大器摘要：本作品主要是由四个模块构成：电源、放大电路、有效值滤波电路及单片机显示模块。
采用TI公司的DC/DC专用模块THS61087为设计电路提供±5V和±12V的电源，在前级及次级放大电路中，都通过使用高速运算放大器OPA820对输入信号进行放大，末级由THS3091构成的功率放大电路可实现有效值输出。
最后由MSP430F449实现输出显示，可显示输出的有效值及峰峰值。
本设计采用电压增益器件，进行合理的级联和阻抗匹配，加入末级功率输出，全面提高了增益带宽和输出的电压幅度。
而且综合应用了电容去耦、滤波、使用屏蔽线传输信号等抗干扰措施以减少放大器的噪声并抑制高频自激。
经验证，本方案完成了全部基本功能和部分扩展功能。
关键词：功率放大增益带宽Wideband AmplifierAbstract: This work is mainly composed of four modules: power, amplifying circuit and RMS filter circuit chip and display module. TI company adopts DC /DC module for special circuit design THS61087 provides ± 5V and ± 12V supply, in the former stage and secondary amplifier circuit, by using high-speed OPA820 amplifier amplification of the input signal, the end of the power amplifier circuit THS3091 composition can realize effective output. Finally, by MSP430F449 achieve output can display the RMS values and total output.This design USES the voltage gain devices , and reasonable level of impedance matching, join the power output level, increase the overall gain bandwidth and output voltage amplitude. And comprehensive application of capacitance decoupling filtering, shielded wire transmission anti-interference measures to reduce such high frequency amplifier noise and inhibition of self-excited. This scheme, the basic functions and completed all partial function expansion.Key words: Power amplifier gain bandwidth目录一、方案设计 (4)1.1方案设计与比较 (4)1.1.1电源部分的设计 (4)1.1.2 宽带放大器部分的设计 (4)1.1.3 功率输出部分的设计 (4)1.2系统分析与理论计算 (4)1.2.1放大器带宽增益积 (4)1.2.2放大器稳定性理论分析 (5)二、硬件电路设计 (6)2.1 系统框图 (6)2.1.1系统电源 (7)2.1.2宽带放大器 (8)三、软件设计 (9)四、系统测试与数据分析 (10)4.1 测试仪器 (10)4.2 测试方法及测试结果 (10)五、注意事项 (11)六、总结与展望 (11)七、参考文献 (12)八、附录 (12)一、方案设计1.1 方案设计与比较1.1.1 电源部分的设计方案一：单电源对宽带运算放大器供电。
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假设放大电路的高频响应用下面的极点函数表示
A(jw）=Am/(1+jw/wH)
(1-1)
式中 Am 为放大器的中频增益，w 为角频率，wH 为上限 角频率。当引入负反馈并假设
反馈系数是与频率无关的实数 B 时，则有
Af(jw）=A(jw)/(1+BA(jw））
方案二：以双电源作为宽带运算放大器电源。双电源可以以零点为中心正负输出， 用示波器方便测量，并且可以不加隔直电容使得电路变得简单。
方案二电路简单，测量方便性能较好。所以采用方案二。
1.1.2 宽带放大器部分的设计
方案一：采用场效应管或三级管实现增益。主要利用场效应管的可变电阻区（或三 极管等效为压控电阻）实现增益控制。本方案由于采用大量的分立元件，电路复杂，工 作点难以调整。
示模块。采用 TI 公司的 DC/DC 专用模块 THS61087 为设计电路提供±5V 和±12V 的 电源，在前级及次级放大电路中，都通过使用高速运算放大器 OPA820 对输入信号进行 放大，末级由 THS3091 构成的功率放大电路可实现有效值输出。最后由 MSP430F449 实现输出显示，可显示输出的有效值及峰峰值。
RMS filter circuit chip and display module. TI company adopts DC /DC module for special circuit design THS61087 provides ± 5V and ± 12V supply, in the former stage and secondary amplifier circuit, by using high-speed OPA820 amplifier amplification of the input signal, the end of the power amplifier circuit THS3091 composition can realize effective output. Finally, by MSP430F449 achieve output can display the RMS values and total output.
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目录
一、方案设计............................................................................................................................ 4 1.1 方案设计与比较........................................................................................................... 4 1.1.1 电源部分的设计................................................................................................. 4 1.1.2 宽带放大器部分的设计.................................................................................... 4 1.1.3 功率输出部分的设计........................................................................................ 4 1.2 系统分析与理论计算................................................................................................... 4 1.2.1 放大器带宽增益积............................................................................................. 4 1.2.2 放大器稳定性理论分析..................................................................................... 5
This design USES the voltage gain devices , and reasonable level of impedance matching, join the power output level, increase the overall gain bandwidth and output voltage amplitude. And comprehensive application of capacitance decoupling filtering, shielded wire transmission anti-interference measures to reduce such high frequency amplifier noise and inhibition of self-excited. This scheme, the basic functions and completed all partial function expansion. Key words: Power amplifier gain bandwidth
(1-2)
将式（1-1）代入到（1-2）得
Af ( jω) = A m /(1 + A m B) 1 + jω /[(1 + A m B)w H ]
4.1 测试仪器...................................................................................................................... 9 4.2 测试方法及测试结果.................................................................................................. 9 五、注意事项.......................................................................................................................... 10 六、总结与展望...................................................................................................................... 10 七、参考文献.......................................................................................................................... 10 八、附录...................................................................................................................................11
TI 杯江苏省电子设计竞赛论文
参赛题目： 队员姓名：
设计指导： 论文指导： 学校院系：
宽带放大器 徐 峰 二年级 姜宽宽 二年级 周锦明 一年级 徐瑞亚 徐小平 徐瑞亚 徐小平 南京信息职业技术学院电子信息学院
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功率放大器 摘要：本作品主要是由四个模块构成：电源、放大电路、有效值滤波电路及单片机显
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一、方案设计
1.1 方案设计与比较
1.1.1 电源部分的设计
方案一：单电源对宽带运算放大器供电。则需把集成运算两输入端电位抬高至电源 电压的一半，即 VCC/2 抬高后的电位相当于双电源供电时的“地”电位，因此输出端的 电位也将等于两输入端的静态电位，即 VCC/2.电路的稳定性较差且宽带放大器电压增益 很难达到 40dB.
1.2 系统分析与理论计算
1.2.1 放大器带宽增益积
1) 带宽增益积(GBP)是用来简单衡量放大器的性能的一个参数，这个参数表示增益 和宽带的乘积。按照放大器的定义，这个乘积是一定的。
题目中要求放大器最大电压增益 Av>40dB,即 Gain>100V/V。 放大器的通频带 0～10MHz,所以本放大器的带宽增益积为
二、硬件电路设计.................................................................................................................... 6 2.1 系统框图...................................................................................................................... 6 2.1.1 系统电源............................................................................................................. 6 2.1.2 宽带放大器......................................................................................................... 7