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宽带放大器设计报告

宽带放大器设计报告―-武汉大学电子设计基地设计组第1组:许可崔振威谢超摘要:本系统利用可变增益放大器AD600作为核心,通过模拟开关选通不同的控制电压的方式来达到增益步进6dB,总增益从0dB到30dB的目的,其控制电压均由2.5v电压基准MAX873经过精密电阻分压得到,有效的保证了控制电压的稳定度,获得良好的波形。
前置放大采用由AD844构成的正向放大器,可以有效的提高输入电阻,使输入电阻达到兆欧级别。
后级放大采用增益固定为10dB的同向放大器,从而使整个电路的增益能从10dB变化到40dB,该放大器由高精度宽带运放MAX477构成,在保证良好输出波形的同时,可以使输出电压有效值大于3V。
前置放大和后级放大的输出均采用峰值检测电路检测出正半周最大电压值,用于有效值的计算,采用AD603构成的AGC电路,在输入信号在0.05V~1.00V内变化时,能将输出有效值稳定在2.05~2.6 V。
整个系统的通频带为1K~14.6MHz。
由12位A/D 转换器MAX197对输出信号的峰值进行测量,分辨率达到1mV 。
AT89S52和CycloneFPGA构成的单片机小系统板可以通过键盘,人为预置增益值来获取相应的放大倍数,同时实时显示实际增益值、输出有效值和当前增益误差。
整个系统采用中文显示,界面友好美观,控制方便。
一、方案论证与选择1.增益控制部分:方案一采用普通宽带运算放大器组成的放大电路,同时由分立元件构成的AGC控制电路,通过包络检波再反馈回放大器的方法来控制放大倍数,这种方法构成电路简单,但是反馈控制比较困难,难以实现步进,精度也很低。
方案二采用集成可变增益放大器AD600作为增益控制。
AD600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)与控制电压成线性关系,因此可以方便的采用控制电压的方式来控制放大器的增益.采用D/A变换装置输出电压控制高速压控放大器AD600来实现增益的步进,采用此种方法可以获得很小的步进。
宽带直流放大器设计报告

宽带直流放大器第三组:陈吉洋、杨在然、周佳佳本设计以超低功耗单片机STM32为控制核心,通过可控增益放大器AD603与OPA642分别实现信号增益的调节和末级的功率放大,在0~10M带宽范围内的小信号进行有效放大,实现增益0dB~100dB 范围内的步进程控可调和手动连续可调,最大不失真输出电压有效值达10V。
系统主要由六个模块组成:直流稳压源、前置缓冲电路、可控增益放大电路、滤波器模块、功率放大模块和控制与显示模块。
本设计在前置缓冲电路对信号进行初步处理,减小后续模块中的噪声来源,同时在后级放大电路中利用软件对后级放大器电路进行补偿,把系统的失调和漂移抑制在较低的限度之内。
关键词:可控增益放大器功率放大带宽一、系统方案论证1.总体方案论证分析放大器设计要求的指标,带宽和增益要求高,放大器带宽为10MHz 以上,增益在0dB~60dB之间可调,并且要求能够在50Ω的负载提供有效值为10V 的正弦波输出。
针对上述特点,我们将整个放大器分为五个模块:前置缓冲级,增益可调的中间放大级,末级功率放大级,控制显示电路和直流稳压电源。
系统整体框图如图1所示。
其中难点是增益可调放大级和末级功率放大级,下面对这两个部分的方案分别进行设计论证。
图1、系统整体框图2.1放大器的论证与选择方案一:单运放电路。
简单的测量放大器是由仪器放大器和可变增益放大器级联而成,该放大电路的优点是电路简单,易于实现,但其零漂很大,放大精度也差。
方案二:精密斩波稳零电路。
精密斩波稳零运放具有更加理想化的性能指标,一般情况下不需要调零就能正常工作,大大提高了精度,但其带宽很小,难以满足设计要求。
方案三:模拟增益可编程运放电路。
使用微控制器控制模拟增益可编程运放可以灵活的实现增益的步进,同时可以实现比较大的增益,但其结构和指令比较复杂,开发周期较长。
方案四:多级运放电路。
应用多级运放可以得到很大的增益,并且对单个运放的性能要求较低,系统总增益等于各运放增益的和,可以将信号放大和功率放大分开处理;带宽也比较好控制,可以选择多种耦合方式,充分的发挥出电路的性能;电路结构也比较简单。
宽带放大器设计与总结报告

5.总结
本文所设计的宽带放大器具有较强的小信号放大能力和很宽的频带范围。题 目所要求的基本要求已经达到, 而且完成了部分发挥部分。在调试中采用先分级 调试,然后系统联调的方法对整个系统进行调试。 同时发现,由于实验环境干扰很多,需要采用很多的防护措施。整个系统要 摆成一条直线, 不能将功放部分摆到输入那边去了, 以免对输入的干扰造成自激。 信号发生器和数字示波器要插在一个插板上,对着两台仪器共地,可以减少外界 的干扰。 芯片烧热后,放大倍数也会变大。我们平时调试的时候都是调了一段时间, 所以我们是以管子烧热了的状态来校准的。因此测试时,刚上电会有些不准,一 小段时间后,数据就会很准了。这次竞赛,我们有很多体会,收获很多。
宽带放大器设计与总结报告
摘要:本系统主要由前置放大电路、可步进调节电路、功率放大电路、电压放
大倍数检测电路、 单片机控制显示电路和电源转换电路六部分组成。前置放大电 路电压放大倍数为 50, 由两级 OPA842 构成。 可步进调节电路包括按键、 单片机、 D/A 转换器、程序控放大器,其电压放大倍数为 1~100。功率放大电路由两片 THS3091 芯片等组成, 电压放大为 2 倍。 电压放大倍数检测电路中单片机将经 A/D 转换器转换的前置放大电压信号与输出的电压信号进行比较, ,由显示器输出电 压与输入电压比值。在整个系统的带宽为 20Hz~5MHz,电压放大满足基本要求。 输出负载 50Ω ,电路输出电压峰峰值不小于 10V,输出波形无明显失真。由液晶 显示,人机界面友好,有较强的实用性。 关键词:可步进调节 电压放大倍数检测 MSP-EXP430G2553
A/D 转换
电压信号
键盘
显示器
2
成芯片要求的供电电压不同,因此需要电源转换电路,利用开关电源将+5V 电源
宽带放大器设计报告

宽带放大器设计报告1. 引言本文将介绍一种宽带放大器的设计方法。
宽带放大器是一种用于放大电信号的设备,其被广泛应用于通信系统、雷达系统以及其他需要信号放大的领域。
本文将从原理介绍、设计步骤、性能评估等方面进行阐述。
2. 设计原理宽带放大器的设计基于放大器的基本原理,即将输入信号放大到所需的输出信号水平。
在设计宽带放大器时,我们需要考虑以下几个关键因素:•带宽:宽带放大器需要具备较大的带宽,以确保信号能够被放大且不会出现失真。
•增益:放大器的增益是一个重要指标,可以衡量其放大能力。
•线性度:放大器需要具备较好的线性度,以确保输入信号的准确放大。
•噪声:放大器应当具备低噪声水平,以避免对信号质量的影响。
3. 设计步骤步骤一:确定设计需求在开始设计之前,我们需要明确设计需求。
这包括所需的带宽、增益、输入输出阻抗等参数。
步骤二:选择放大器类型根据设计需求,我们可以选择不同类型的放大器。
常见的宽带放大器类型包括共基极放大器、共射极放大器和共集电极放大器等。
步骤三:确定电路参数根据所选放大器类型,我们需要确定电路参数。
这包括放大器的工作频率、电源电压、偏置电流等。
步骤四:进行电路设计在确定电路参数后,我们可以开始进行电路设计。
这包括选择合适的元件、绘制电路图、计算电路参数等。
步骤五:进行仿真与优化设计完成后,我们可以利用电子设计自动化(EDA)软件进行电路仿真。
通过仿真,我们可以评估电路性能,并进行优化,以达到设计要求。
步骤六:电路实现与测试在仿真优化完成后,我们可以将电路实现到实际硬件上,并进行测试。
测试过程中,我们需要验证电路的增益、带宽、线性度、噪声等性能指标是否满足设计要求。
4. 性能评估在设计完成并进行测试后,我们需要对宽带放大器的性能进行评估。
这包括以下几个方面:•增益:通过测量输入输出信号的差异,计算放大器的增益。
•带宽:通过测量放大器在不同频率下的输出信号,计算放大器的带宽。
•线性度:通过测量放大器的非线性失真程度,评估放大器的线性度。
宽带放大器课程设计报告

摘要本设计宽带直流放大器中核心部分以高速低噪声运算放大器OPA300和可调线性增益放大器VCA822对信号进行放大。
将一片OPA300与两片VCA822进行级联,基本部分中调节每一级的电位器对应地改变每一级的放大倍数,从而使整个系统的电压放大倍数进行连续变化,满足了要求;发挥部分中以AT89S52单片机为核心,控制DAC0832的电流输出,再经电流变电压后输入至放大器从而对信号进行了放大。
本设计利用了高性能的芯片提高了系统的稳定性、准确性和抗干扰性。
目录一、方案论证与比较 (4)二、理论分析计算1.带宽增益积、通频带内增益起伏控制、线性相位 (5)2.抑制直流零点漂移 (5)3.放大器稳定性 (5)三、系统简介及单元电路分析1.系统简介 (6)2.单元电路简介 (6)2.1 直流稳压电源 (7)2.2 宽带直流放大器电路 (7)2.3 单片机系统电路 (7)2.4 DAC0832电路 (8)四、系统软件设计 (8)五、系统测试1.主要测试仪器 (8)2.测试方案 (8)3.测试结果 (8)六、总结 (9)七、附件 (11)一、方案论证与比较改变放大器的增益,一般有两种途径,一种是改变反相端的输入电阻,另一种是改变负反馈电阻阻值。
方案一:如图1所示,采用模拟开关或继电器作为开关,构成梯形电阻网络,单片机控制继电器或模拟开关的通断,从而改变放大器的增益。
此方案的优点在于简单,缺点是电阻网络的匹配难以实现,调试很困难。
方案二:如图2所示,非易失性数字电位器改变电阻,克服了模拟电位器的主要缺点,无噪声,寿命长,阻值可程控改变,设定阻值掉电记忆。
该方案优点是增益范围宽,占用μP口少,成本低,通频带取决于运放的通频带,但是不能进行连续变化的调节。
方案三:用AT89S52单片机控制DAC0832的输出电流,经过运算放大器后将电流转换为对应的电压后加入宽带放大器的反相输入端,键入所需要的放大倍数从而改变整个宽带放大器的。
高频报告-可调增益宽带放大器设计

可变增益宽带放大器设计1、应用背景随着社会发展,随着计算机和互联网的迅速普及,多媒体信息的高速传输呈现飞速增长的趋势,各类型放大器的运用领域不断扩展。
在当今科技和通讯高速发展下,各种自动化、智能化仪器装置对信号的要求越来越高,尤其在一些高精度的领域,对小信号的放大与处理要求更为严格。
普通的运放存在着本身不可忽略的缺点,用普通的运放设计的放大器一般具有频带窄、噪声系数大、低增益的特点。
宽带放大器可以对宽频带、小信号、交直流信号进行高增益的放大,广泛应用于军事、光纤通信、电子战设备及微波仪表和医用设备等高科技领域上,具有很好的发展前景。
研究和设计一款高增益、高精度、低噪声、增益可控性高的宽带放大器成为了人们的广泛关注。
[1]要同时满足这些性能指标,对电路设计提出了很高的要求,尤其是高频PCB 和电磁兼容的设计要求。
2、设计目的要求所设计的高频小信号放大器输入/输出电压处于动态可变范围的前提下,同时兼顾增益与带宽的要求,使其具有较宽的频带,同时具备低噪声、工作稳定的特点。
3、系统设计根据设计要求,可将系统分为以下几部分模块:前置放大电路、中间级增益可调放大电路、后级功率放大电路。
为降低噪音,在多级放大电路中,应注意第一级放大电路的降噪设计,可通过选用低噪声芯片设计固定增益放大电路,并注意设计反馈电路。
中间级增益可调放大电路可选择可编程增益芯片,通过调整接入电阻调整增益。
[2]图表一 系统设计框图 4、方案选择4.1芯片类型选择4.1.1AD603AD603是一种具有程控增益调整功能的芯片。
它是美国ADI 公司的专利产品,是一个低噪、90MHz 带宽增益可调的集成运放,它提供精确的引脚可选增益,90 MHz 带宽时增益范围为-11 dB 至+31 dB ,9 MHz 带宽时增益范围为+9 dB 至+51 dB 。
用一个外部电阻便可获得任何中间增益范围。
折合到输入的噪声谱密度仅为1.3 nV/√Hz ,采用推荐的±5 V 电源时功耗为125mW 。
宽带直流放大器设计报告

宽带直流放大器(杨秋云)组员:李华卫毛丽君杨秋云肖茜雯谭平平摘要:本作品以STM32F103VET6为控制核心,采用宽带放大芯片LMH6624和压控放大器VCA810结合方式,实现了设计中可调增益的要求;采用低噪声电流反馈运放THS3091芯片实现了10V有效值输出的功率放大;在系统设计中,采用了合理的阻抗匹配,规范的线路布局和有效的散热设置,并且综合考虑了去耦、滤波,以及使用同轴电缆屏蔽干扰,降低功耗,减少了高频信号的噪声和自激,全面提高了系统的稳定性。
经测试,指标达到设计的要求。
关键词:STM32F103VET6 LMH6224 VCA810 THS3091一、方案论证与选择1、前级放大模块方案一:采用三极管和各分立元件构成前级放大器。
实现不小于22dB的增益,本方案成本低,但电路复杂,调试繁琐,且电路稳定性差,容易产生自激现象。
方案二:采用集成芯片。
采用放大器LMH6624做前级放大的核心器件,具有低噪声、低功耗、高性能的优点。
所以我们采用此方案。
2、可控增益放大模块方案一:采用场效应管控制增益实现。
采用单片机控制场效应管工作在可变电阻区,利用其电压与电阻的线性关系实现增益的控制,但由于大量分立元件的引入,使得电路复杂且稳定性差。
方案二:采用程控放大器VCA810实现。
因为VCA810的可调范围-40dB~+40dB,那么可直接采用VCA810作为放大的中间调节级对已进行小倍数放大的信号进行再次放大或衰减。
更有一点就是VCA810具有宽带低噪声,并且以dB为单位的线性增益的特点。
该方案方便、稳定,可操作性强,所以采用此方案。
3、低通滤波模块方案一:采用集成芯片实现有源滤波电路。
集成芯片成本较高,而且截止频率难达到设计的要求。
方案二:采用椭圆低通滤波器。
椭圆低通滤波器是一种零、极点型滤波器,它在有限频率范围内存在传输零点和极点。
同样的性能要求,椭圆低通滤波器的通带和阻带都具有等波纹特性,因此通带,阻带逼近特性较好,比其它滤波器所需用的阶数都低,而且它的过渡带比较窄,可以更好的达到设计的要求,所以采用此方案。
宽带放大器报告

宽带放大器设计一.实验要求 1.带宽为6MHZ;2.中心频率为30-40MHZ ;3.放大倍数Au=10倍;4.输入电阻Ri=75Ω,输出电阻Ro=2K Ω;5.电源VCC=12V ,空载Rl=∞; 二.实验步骤 1.电路分析已知电路工作在30-40MHz ,要求三极管为高频管,选取高频管2N2369。
根据放大倍数为10倍,主体电路选用共射放大电路。
宽带放大器中心频率决定了输出回路为LC 选频电路。
最终选择为单管10倍共射极调谐放大器。
2.电路元器件参数设置①选择中心频率为30MHZ ,带宽为6MHZ ,因此Q=f/Bw=5; ②由Q=R/WL 和W=2πf ,01f 2LCπ=得L=2.2uH,C3=39pF③放大倍数Au=e be R r R )1(ββ++≈eR R =10,可得Re=200Ω。
④假设Ic 为20mA ,Uce 设计成21VCC 为6V ;因为R2两端的电压等于Re U U be +,即0.7V+200Ω×20mA=4.7V ,β一般理论取值10,则Ib=20mA/10=2mA ,这里有一个要估算的就是流过R1的电流,一般取值为Ib ,则R3=7.3V/2mA ≈3.7KΩ,R2=750Ω;又R2+R3=12V/2mA=6K Ω考虑到实际上的β值可能远大于10,这样R2、R3取值分别为5KΩ,1K Ω。
⑤输入电阻为75Ω,可得R1与R2、R3并联后的总和约为R1,所以R1=75Ω。
⑥由RC 谐振知f0=RCπ21,可计算出C1=0121f R π,得C1=0.21Pf;同时可计算出C2为11Pf 。
考虑到实际应用,取1C =0.1μF ,2C =10nF 。
3.电路原理图实际电路原理图及各元器件参数如下图:电路原理图4.软件仿真结果分析①示波器观察放大倍数通道A为放大之前波形,通道B为放大后波形。
由分析结果Au=8.975/0.7=12,基本达到预期结果。
②用波特图观察频率值中心频率处放大倍数为23.7db,在中心频率左右两侧3 dB处的频率值为右侧3dB处的频率值为39.6Mhz左侧3dB处的频率值为35.9 Mhz本实验的放大电路的带宽约为4 Mhz。
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宽带放大器设计报告―-武汉大学电子设计基地设计组第1组:许可崔振威谢超摘要:本系统利用可变增益放大器AD600作为核心,通过模拟开关选通不同的控制电压的方式来达到增益步进6dB,总增益从0dB到30dB的目的,其控制电压均由2.5v电压基准MAX873经过精密电阻分压得到,有效的保证了控制电压的稳定度,获得良好的波形。
前置放大采用由AD844构成的正向放大器,可以有效的提高输入电阻,使输入电阻达到兆欧级别。
后级放大采用增益固定为10dB的同向放大器,从而使整个电路的增益能从10dB变化到40dB,该放大器由高精度宽带运放MAX477构成,在保证良好输出波形的同时,可以使输出电压有效值大于3V。
前置放大和后级放大的输出均采用峰值检测电路检测出正半周最大电压值,用于有效值的计算,采用AD603构成的AGC电路,在输入信号在0.05V~1.00V内变化时,能将输出有效值稳定在2.05~2.6 V。
整个系统的通频带为1K~14.6MHz。
由12位A/D 转换器MAX197对输出信号的峰值进行测量,分辨率达到1mV 。
AT89S52和CycloneFPGA 构成的单片机小系统板可以通过键盘,人为预置增益值来获取相应的放大倍数,同时实时显示实际增益值、输出有效值和当前增益误差。
整个系统采用中文显示,界面友好美观,控制方便。
一、方案论证与选择1.增益控制部分:方案一采用普通宽带运算放大器组成的放大电路,同时由分立元件构成的AGC控制电路,通过包络检波再反馈回放大器的方法来控制放大倍数,这种方法构成电路简单,但是反馈控制比较困难,难以实现步进,精度也很低。
方案二采用集成可变增益放大器AD600作为增益控制。
AD600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)与控制电压成线性关系,因此可以方便的采用控制电压的方式来控制放大器的增益.采用D/A变换装置输出电压控制高速压控放大器AD600来实现增益的步进,采用此种方法可以获得很小的步进。
但是由这种方法得到的控制电压有一定的纹波,而芯片AD600对控制电压非常敏感,微小的电压波动就能造成输出波形上下起伏,波形不佳。
方案三主控芯片采用AD600,利用电压基准源通过精密电阻分压得到各个增益值对应得控制电压,在用模拟开关CD4051来选则不同的控制电压来达到控制增益的目的。
电压基准源采用MAXIM公司2.5 V基准MAX873。
经过比较,选用方案三。
2.有效值测量部分方案一采用检波二极管构成的峰值检测电路,然后用A/D转换器对其检测结果进行读数。
峰值检测的原理是当输入电压正半周通过时,检波管导通,对电容C充电,适当选择电容值,使得电容放电速度大于充电速度,这样,电容两端的电压可以保持在最大电压处,该电压通过一个用运算放大器构成的射极跟随器输出电压峰值。
采用这种电路优点是频带响应宽,频率越高检测反而越准确,且电路简单。
但是由于检波二极管存在一定的导通压降,且为非线性,测量精度低,小信号时尤其明显。
同时电容值的选取也使得电路有一定的局限性,如选取太大,放电时间过长,会改善输出电压发纹波,但是会导致该电路响应速度慢;如果电容选的太小,放电时间过短,能改善电路的响应时间,但也会导致低频时输出电压纹波较大。
方案二采用集成电路AD637作为有效值运算,它测量有效值的范围为0-7V,精度优于0.5%,且外围元件少,频带宽,对于一个有效值为1V的信号,它的3dB带宽为8MHz,并且可对输入信号的电平以dB形式表示。
该方案精度高,直接输出有效值,但电路稍复杂,且不适合高频信号。
经过比较,方案二中AD637对小信号测量具有很大优势,而方案一中在频带方面满足要求,考虑到题目的频带范围和制作成本的因素,采用方案一。
3.自动增益控制部分(AGC)方案一AGC电路实际上是一个根据输出电压的动态的调整放大倍数,从而使输出稳定在预定范围的反馈型电路。
根据该特点可以引入CPU、A/D和D/A转换器通过程序对放大倍数进行控制,即数字式AGC,此种AGC电路的输出范围完全由人为设定,可以很容易满足题目要求,但是需要对输出的电压值进行不间断的采样,而且D/A转换器的位数直接决定了AGC电路输出的稳定度,硬件组成方面比较复杂。
方案二采用场效应管和宽带运放制作,信号进入自动增益控制电路后,放大电路输出的交流电压经二极管和RC电路构成的包络检波器后,输出一个随平均电压变化的电压,用此电压控制工作于可变电阻区的场效应管的栅极,改变场效应管的导通电阻,使放大倍数受输入信号大小控制。
当输入信号强时自动减小放大倍数,信号弱时自动增大放大倍数,从而实现了输出幅度的自动调整。
特点在于电路简单,但频带范围较窄、精度低、输出波形也不理想。
方案三采用可变增益放大器AD603作为放大部分,同时用由高频小功率管2M3906、2M3904构成的包络检波、反馈电路来控制放大倍数,达到自动调整增益的目的。
精度高,波形好,但电路较复杂。
考虑题目要求和现有的器件,本系统采用方案三。
二、系统总体设计方案及实现方框图三、理论分析与计算1.电压控制增益原理AD600的基本增益为如下公式:G dB Vin=+G()20*20G dB是其中,Vin为差分输入电压,单位为伏,()AD603的增益,单位为dB当Vin=0.625伏时,为最G dB=40dB,当Vin=-0.625伏时,为最大增益模式()小增益模式G=40dB。
其控制电压与增益的关系如右图所示:2.AGC电路的原理AGC是自动增益控制电路的简称,广泛用于收音机,电视机的信号接受和电平处理。
其特点为:当输入信号较强时,自动将增益降低;当信号较弱时,又使其增益自动增高,从而保证输出信号的相对稳定。
AGC电路大致上可以分为三种:前馈,反馈和混合型,分别如图1,2,3所示其中前馈电路收敛比反馈的要快,但是不稳定;混合型克服了前馈和反馈电路的缺点,尤其适合用于快速衰落信道,但是电路复杂,功耗大,调试困难。
本系统中采用的是反馈型AGC,核心部件使用AD603。
AD603是美国AD(Analug Devices)公司继AD600后推出的宽频带、低噪声、低畸变、高增益精度的压控VGA芯片。
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。
D603内部结构框图如下所示。
AD603由一个可通过外部反馈电路设置固定增益GF(31. 07~51. 07dB)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。
AD603利用了X 一AMP 拓扑结构X 一AMP 由一个0—42. 14dB 的可变衰减器及一个固定增益放大器构成。
其中可变衰减器由一个七级R-2R 梯形网络构成,每级的衰减量为6. 02dB ,可对输入信号提供0 ~ –42.14dB 的衰减。
X-AMP 结构的一个重要优点是其优越的噪声特性,在1MHz 带宽,最大不失真输出为1Vrms 时,输出信嗓比S/N 为86. 6dB 。
工作原理在VOUT 为正半周时Q1截止,在VOUT 为负半周时Q1导通,流人CAV 的平均电流21CAV Q Q I I I =- (温度在300K 时, 590300AD I A μ=),当增益控制电压CAV V 处于稳定状态时,在一个周期内Q1中的整流电流的平均值必须与2Q I 保持平衡,如果AD603的输出幅度太小以致于不满足该条件,则CAV V 将迅速上升,引起增益提高,最终使Q1充分导通。
R2的选取由带隙基准原理所确定,适当选择R2使之满足VOUT= VBE + VR2 = 1.2V(即VR2=5OOmV)时,VOUT 在较宽的温度范围内将是稳定的。
对方波而言,在输入信号的幅度稳定时,V-应保持稳定,则Q 在导通的半个周期内发射极电流应为600A μ,于是得R2 = 833欧,实际应用中是正弦波并非方波。
R2的推荐值为806欧。
由于Q2, R2和Q1的配合使用,在很宽的温度范围内将使VOLT 保持稳定。
C2用于改善频率特性。
另外,改变CAV 的值可改变AGC 的时间常数,CAV 的取值一般在0.1 ~ 1F μ之间.两片AD603以并联控制方式连接,两级的GNEG 端并联接子0.5V 的电平上,GPOS 端并联,由半波检测电路的输出控制。
两级的VOUT 与FBDK 之间均接10k 欧电阻,即为模式二工作方式,其输出幅度为1.2Vrms ,增益范围为 +3 ~ +75dB 频带不小于20MHz 。
具体电路如下 图所示:3.系统增益分配的问题AD600和AD603的输入电阻只有100欧姆,如果不加前置放大电路其输入阻抗显然不满足题目要求,故采用由AD844接成的同向放大电路作为前级放大,其增益设置在20dB,输入电阻被提升到兆级(实测为1.5M),远大于题目所要求的1K。
电路设计时在AD600前串入了一大小为910欧的电阻,由于AD600的输入电阻只有100欧,这样,实际输入AD600的信号幅度被衰减到了原来的十分之一,使前级放大倍数实际为0dB,这样做的好处是降低了AD844的负载,有利于前置器放大工作的稳定。
由于AD600在±5V供电时最大输出只能达到6~7V的峰峰值,不能作为最后的输出,故将其增益设定在0~30dB,而后级则采用一个增益固定在10dB的正向放大器,考虑到输出信号的幅度以及带负载能力,该电路的运算放大器使用宽频带,高精度运放MAX477。
四、主要功能电路的设计1.输入前级放大为了满足输入电阻大于1K,采用输入电阻很高的同向放大器作为输入的第一级,结合题目对通频带的要求最高在8M,运算放大器选用宽频放大器AD844。
具体电路如下所示:2.可变增益部分该部分以集成可变增益放大器AD600为核心,AD600的放大倍数为dB线性,它有一个电压控制端,通过改变控制端的电压就可以获得不同的放大倍数。
,AD600的性能参数如下表所示:增益范围低输入噪声宽频带群时延输入电阻增益控制端输入电阻0~30dB 1.4nV/Hz DC---35MHz2ns100欧15M从上述参数看到,该芯片的性能完全满足需要。
据题目要求要实现六级步进,因此需要六种控制电压。
由于该芯片对控制端的输入电压非常敏感,充分的保证控制电压的稳定性是极其重要的。
实际上我们是通过基准源分压得到。
在实现增益步进时,只需通过模拟开关选择来选择不同的控制电压即可。
具体电路如下图所示:按照AD600的特性,将第一脚(负增益控制)接-0.625V计算出十六脚(正增益控制)控制电压分别为:增益 0 dB 6 dB 12dB 18dB 24dB 30dB 控制电压 0 V 0.1875V 0.375V 0.5625V 0.75V 0.9375V考虑到AD600有一定的增益误差,级联后再进一步细调。