程控宽带放大器
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。
基于AD603程控宽带放大器的设计
基于AD603程控宽带放大器的设计摘要本设计是采用AD603可控增益放大器芯片设计的一款高增益，高宽带直流放大器，采用两级级联放大电路了，提高了放大增益，扩展了通频带宽，而且具有良好的抗噪声系数，采用AT89S52芯片控制数模转换(DAC0832芯片)进行程控放大控制，在0—20MHz频带内，放大倍数在0-40dB之间进行调节，增益起伏为1dB。
系统具有键盘输入预置，增益可调和液晶显示，具有很强的实际应用能力。
关键词：AD603,AT89S52,DAC0832，程控放大器，高增益放大器1、方案论证及比较1.1 总体方案框图本系统原理方框图如图1所示。
本系统由前置放大器、中间放大器、末级功率放大器、控制器、键盘及稳压电源等组成。
其中前置放大器、中间放大器、末级功率放大器构成了信号通道。
图1 系统原理框图1.2 增益控制部分方案一原理框图如图2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。
图 2 场效应管放大器电路图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，这前置中间末级键51单片U U稳220V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、精度够高就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。
方案三使用控制电压与增益成线性关系的可编程增益放大器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（如图3）。
根据题目对放大电路的增益可控的要求,考虑直接选取可调增益的运放实现,如AD603。
其内部由R-2R梯形电阻网络和固定增益放大器构成,加在其梯型网络输入端的信号经衰减后,由固定增益放大器输出,衰减量是由加在增益控制接口的参考电压决定;而这个参考电压可通过单片机进行运算并控制D/A芯片输出控制电压得来,从而实现较精确的数控。
程控增益放大器的几种通用设计方法
程控增益放大器的几种通用设计方法1. 引言1.1 引言程控增益放大器是一种常用的电子元器件，能够对输入信号进行放大，从而实现信号处理和传输。
在现代电子技术领域，程控增益放大器应用广泛，可以用于音频放大、信号采集、通信系统等多个领域。
在设计程控增益放大器时，需要考虑到电路的稳定性、放大倍数、输出功率等因素。
根据不同的需求和应用场景，可以采用不同的设计方法来实现。
本文将介绍几种通用的设计方法，包括反馈电路设计、桥式电路设计和共源共漏极电路设计。
通过深入研究这些设计方法，可以帮助工程师们更好地理解程控增益放大器的原理和工作方式，从而在实际应用中更加灵活地进行设计和调试。
希望本文能为读者提供有益的参考和指导，帮助他们在工程实践中取得更好的成果。
2. 正文2.1 设计方法一：反馈电路设计反馈电路是程控增益放大器设计中常用的一种方法。
通过在放大器的输入端和输出端之间引入反馈回路，可以有效地控制放大器的增益、带宽和稳定性。
反馈电路分为正反馈和负反馈两种类型，其中负反馈是应用最为广泛的一种。
在设计反馈电路时，首先需要选择合适的放大器结构和反馈类型。
常用的放大器结构包括电压放大器、电流放大器和功率放大器。
而在选择反馈类型时，需要考虑到设计的目的和性能要求，比如希望增加放大器的带宽就需要采用带宽增强型反馈电路。
在设计反馈电路时，还需要注意反馈回路的稳定性和相位裕度。
通过合理设计反馈网络中的元件参数，可以提高放大器的稳定性和抑制干扰。
还需要考虑反馈电路的线性度和降噪能力，以确保放大器输出的信号质量。
反馈电路是一种有效的设计方法，可以帮助提高放大器的性能和稳定性。
在实际应用中，设计者需要根据具体需求选择合适的反馈类型和参数，以实现最佳的设计效果。
2.2 设计方法二：桥式电路设计桥式电路设计是一种常用的程控增益放大器设计方法，具有较好的性能和稳定性。
在桥式电路设计中，通过合理选择电阻和电容的数值，可以实现放大器的特定增益和频率响应。
程控放大器的设计方案
长江大学电子系统设计竞赛参赛方案作品名称程控放大器姓名周健（电气1083）、高秀龙（电气1083）所在院系电子信息学院完成时间2011.5.29程控放大器摘要：本设计以LF353、ATMEGA16、DAC0832芯片为核心，加以其它辅助电路实现对宽带电压放大器的电压放大倍数、输出电压进行精确控制。
放大器的电压放大倍数从0.5倍到127.5倍，以±0.5倍为最小步进可设定增益步进，控制误差不大于5%，放大器的带宽大于200KHz。
键盘和显示电路实现人机交互，完成对电压放大倍数和输出电压的设定和显示。
关键字：程控放大器、高精度、控制电压、电压变换、D/A、A/D。
一、系统方案设计与论证1、方案的比较程控放大器在信号调整与控制电路具有广泛的用途，如音响设备中音量的控制，电子设备中信号的准确放大，信号处理电路中输出信号的自动稳幅等。
准确程控增益可调放大器的实现方法通常有以下几种方案可供选用。
方案一：利用可程控的模拟开关和电阻网络构成放大器的反馈电阻，通过接入不同的电阻来实现放大器的放大倍数改变，以达到程控增益的目的。
此方案的优点是控制简单，电路实现较为容易。
缺点是多路模拟开关使用频率较低，其导通电阻对信号传输精度影响较为明显，漂移较大，输入阻抗不高，对于较为精确的控制其影响难以进行后期修正，切换时抖动引起的误差比较大，切换速度较慢。
控制精度增加一位，电阻网络就增加一级，电阻网络的电阻选择也较为困难，很难做到高精度控制。
方案二：利用数字电位器作为放大器的反馈电阻，实现放大器的放大倍数改变。
此方案和方案一原理基本相同，都是通过调节反馈电阻来实现对增益的控制，不同的是选用数字电位器来实现，缺点是数字电位器为了扩大使用电压范围，内部附加了由振荡器组成的充电泵，因而会产生有害的高频噪声,它同样不能满足高精度控制要求。
方案三：利用电流型DAC自身的乘法功能,可以实现程控放大器。
此方案实现较为容易，控制精确较高，一般不能做到宽频使用。
一种微弱信号的宽带程控高增益放大器设计
１ ２ 动 态 增 益 的 理 论 分 析 ．
ｏ ｎ ＩＣＤ． Ｔ ｈ ｙ ｔ ｍ ｓ ｒ ｌａ ｌ ｎ ｔ ｂ ｅ ｗｉｈ ｌｗ ｏｓ ｎｄ ｈｇｈ ｅ ｆｃｅ ｃ ． ｅ ｓ ｓ ｅ ｉ ｅ ｉｂ ｅ ａ ｄ ｓ ａ ｌ ｔ ｏ ｃ ｔａ ｉ ｆｉｉ ｎ ｙ
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ：ｂｒ ａ ａ ｐ ｉｉｒ；ｈｉ — ｉ ｏ ｄｂ ｎｄ ａｍ ｌｆｅ ｇｈ ｇａｎ；ｐ ｏ ａ ｍ ａｂｅ；Ｍ ＣＵ ；Ｖ ＣＡ８１ ｒ ｇｒ ｍ ｌ ０
ｐｉ ｌ ｙ１ ｍＶ Ｓａ ｄｈ ｓｔ ｅｇ ｉ ａ ｇ ｒ ｍ Ｂｔ ０ｄ ｅａ ｌ ｏ ａ ｕ ｌ ｄｕ ｔｂ ｅ ｆ ＲＭ ｎ ａ ｈ ａｎｒ ｎ ｅｆｏ ０ｄ ｏ８ Ｂ ｄ ｆ ｕｔ ｒ ｎ ａｌ ａ ｊ ｓａ ｌ．Ｔｈ ｘｍｕ ｏ ｔ ｕ ｏｔｇ ｆｐ ａ ＆ ｐ ａ ｍ ｙ ｅｍａ ｉ ｍ ｕ ｐ ｔｖ ｌ ｅｏ ｅ ｋ ａ ｅｋ
ｉ ２ ｓ ４ Ｖ ，ｒｓ ｎｄ ｆ ｌ ｗｉｈｎ ｔ ｃ ｐ ｆｔ ｓ ｎｄ ｉ ｒ ｎｄ １ｄＢ． Ｗ ｈｅ ｈｅａ ｐ ｉｉｒｇａｎ ｉ ０ ｄＢ， ｔ ｅ ｏ ｐｕ ｏｉｅｖ ｔ ｇｅｏｆｔ ｅ ｉｅａ ａｌ ｔ ｉ ｈｅｓ ｏ ｅ ｏ ｈｅｐａ ｓｂａ ｓａ ｏｕ ｎ ｔ ｍ ｌｆｅ ｉ ｓ ６ ｈ ｕｔ ｔｎ ｓ ｏｌａ ｈ
一
种 微 弱 信 号 的 宽 带 程 控 高 增 益 放 大 器 设 计
王 康 ， 航 宇 ， 东睨 胡 耿
（ 电子 科 技 大 学 通 信 与 信 息 工 程 学 院 ， 都 ６ １ ３ ） 成 １ ７ １
摘 要 ：本 文设 计 并 制作 了 ｏ １ Ｈｚ带 宽 的 宽 带放 大 器 ， 大 器 可 放 大 不 低 于 １ｍＶ 的 有 效 值 信 号 ， 益 ０ ８ Ｂ预 ～ ５Ｍ 放 增 ～ ０ｄ 设 或 手动 可调 ， 大输 出电压 峰 峰 值 为 ４ 在 通 频 带 范 围 内起 伏 增 益 １ｄ 左 右 ， 大 器在 增 益 为 ６ Ｂ的 时 候 ， 出 最 ２ Ｖ， Ｂ 放 Ｏｄ 输 噪 声 电压 的峰 一 值 为 ２ ０ｍＶ， 过 单 片 机 控 制 可 以 实现 电 压 增 益 和放 大 器 的 带 宽 可预 置 并 显 示 的 功 能 。 整 个 系统 工 峰 ０ 通
基于AD603程控增益大功率宽带直流放大器的设计
放 大 器 具 有 增 益 可 程 控 、 率 高 、 带 宽 、 宽 可选 择 等 特 点 。输 入 级 采 用 两 级 ＡＤ ０ 功 频 带 ６ ３级 联 ， 提 高 增 益 控 制 范 围 ； 间 级 采 以 中 用 分 立 元 件 制 作 了高 输 出功 率 放 大 器 ， 出级 设 计 了 两 路 通 频 带 分别 为 Ｏ ５Ｍ Ｈｚ以及 ０ １ 输 ～ ～ ０ ＭＨｚ的 低 通 滤 波 器 实 现 带 宽 的可 预 置 ， 过 ５ 单 片 机 可 以对 放 大 器 增 益 和 带 宽 进 行 控 制 。此 外 对 提 高 直 流 放 大 器 的 各 种 性 能 指 标 提 出 了 多 种 具 体 措 通 １ 施 ， 自动 化 要求 较 高 的 系 统 中 具有 很 好 的 实 用性 。 在 关 键 词 ：Ａ ６ ３ ２ ２ １ ； 控 增 益 ； 带 直 流 放 大 器 Ｄ ０ ；Ｎ ２ ９ 程 宽 中 图分 类 号 ：Ｔ ２ ． Ｎ７ ２ １ 文 献标ｇ ａ ｅ ｎ ＡＤ６ ３ ｐｒ ｇ ａ ｍ ａ ｌ － ａ ｎ ０ ｏｒｍ ｂ ｅｇ ｉ ｈ ｇ — ｗｅ ｒ ａ ｂ ｎ ｉ ｈ ｐｏ ｒ ｂ ｏ ｄ ａ ｄ ＤＣ ｍ ｐ ｉｉ ｒ ａ ｌｆ ｅ
Ｄｕ Ｙｕ ｌ Ｊａ ｇ Ｘｕ ｆｉ Ｍ ｅ ｉｇ ａ Ｃｈ ｎ Ｚｌ ｎ ｅｉ ｎ ｉｎ ｅｅ ｉ ｎ ｔｏ Ｍ ｅ ｉ ｇ ｏ （ ｏｌｇ ｆＥｌｃｒｎｃ ｉｎ ｅａ ｄＥｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｎａｊｎ ｉｅｓｔ ｆ ｓｓａ ｄＴｅｅｏ ｎｃ ｔ ｎ ， ｎｉｇ ２ ０ ４ ，Ｃｈｎ ） Ｃ ｌ ｅｏ ｅ ｔｏ ｉｓＳｃ ｃ ｎ ｇｎ ｅｉ ， ｎ ｉｇ Ｕｎｖ ｒｉ ｏ ｔ ｎ ｌｅ ｍｕ ｉａｉ ｓ Ｎａ ｊ １ ０ ６ ｅ ｅ ｎ ｙ Ｐｏ ｏ ｎ ｉａ
程控增益放大器的几种通用设计方法
程控增益放大器的几种通用设计方法1、负反馈设计方法负反馈设计是一种通用的方法，可以用于实现各种不同的放大器，包括程控增益放大器。
其主要思想是在电路中添加一个反馈回路，将反馈信号与输入信号进行比较，然后根据差异制定控制策略，调整输出信号和放大器的增益。
负反馈电路可以降低电路的失真和噪声，并提高增益的稳定性和线性度。
2、差分设计方法差分设计也是一种常用的设计方法，可用于实现高增益、高速度、低噪声和宽带的放大器。
差分设计是指将输入信号分成两路，分别与两个相反极性的放大器级联，再通过一个差分输出极限电路把它们重新组合成一个差分输出信号。
差分放大器可以在差分方式下提高信号的共模抑制比，并将噪声和失真降到最小。
3、可变增益设计方法可变增益设计是一种典型的程控放大器设计方法。
它主要是通过改变放大器的增益系数，从而调整输出信号的大小。
可变增益主要有两种方式：电子开关和可变电压控制器。
电子开关是一种开关式单管放大器，其具有极高的带宽、快速响应和较低的噪声；可变电压控制器则是一种器件，利用其基端的电流来控制器件的输出阻抗，从而调整放大器的增益。
宽带设计方法是一种用于实现大带宽的放大器的设计方法。
它主要是通过优化放大器的频率响应和增益平坦度，从而实现高带宽。
宽带放大器一般采用直接耦合放大器，其特点是带宽宽、响应快、噪声低和失真小。
为了降低失真，还可以采用负载拉调和反馈电路。
5、电容-电阻设计方法电容-电阻设计方法是一种常用的放大器设计方法，适合于高阻抗、低功耗的放大器。
电容-电阻放大器主要是利用电容和电阻对输入信号进行滤波和分离，从而实现对输出信号进行放大。
电容-电阻放大器的特点是带宽小、增益稳定性好、噪声低、输出振荡小。
程控低噪声宽带直流放大器设计
关键词 ： 噪声 ； 宽带直流放 大器； ； 增益 零点漂移
中图分类号 ：Ｎ ２ ． Ｔ ７ １１ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： ７ — ３５ ２ １ ）６ ０ ４ — ５ １ １ ５ ６ （ ０ １ ０ — ０ ８ ０ ６
Ｔｈ ｓｇ ｏ ｗ ｉｅ ａ ｄ Ｗ ｉ ｅ ａ ｄ Ｄｉｅ ｔＣｕ ｒ ｎ ｏ ｒ ｍ ｍ ａ ｌ ｅ Ｄｅ ｉ ｎ ｆ ｒＬｏ Ｎｏｓ ｎ ｄ ｂ ｎ ｒ ｃ ｒ ｅ ｔＰｒ ｇ ａ ｂｅ Ａｍ ｐ ｉ ｅ ｌ ｒ ｉ ｆ
第１ １卷第 ６期
Ｖｏ ． １ １ １ ，Ｎｏ ６ ．
宜 宾 学 院 学 报
Ｊ ｕｎ ｌｏ ｂｎ Ｕｎｖ ｒｉ ｏ ｒａ ｆＹｉｉ ｉｅｓｔ ｙ
２ １ 年 ６月 ０１
Ｊｌ ｕｉ ｅ，２ １ ０１
程控 低 噪 声 宽 带直流 放 大 器 设 计
徐娟 周启忠 岳琨ｂ刘伟平ｂ ， ， ，
ｐ ｂｌｔ ｎ ｔｂ ｅｐ ｒｏ ｍａ ｃ ．Ｔ ｓｄ ｓｇ ａ ｅ ｗ ｄ ｌ ｐ ｌｅ ｎ ｃ ｍ ｕ ｉａｉｎ ｑ ｉｍｅ ｔａ ｄ ｓ ｎ ｏ ｅｗｏ ｋ ． ａ ｉ ｙ ａ ｄ ｓａ ｌ ｅｆｒ ｎ ｅ ｈｉ ｅ ｉ ｃ ｎ ｂ ｉ ｎ ｉ ｅｙ ａ ｐｉｄ ｉ ｏ ｎｃ ｔ ｓ ｅ ｕｐ ｎ ｎ ｅ ｓ ｒｎ ｔ ｒ ｓ ｏ
（ 宜宾学院 ａ物理 与电子 －程学 院；． ． １ Байду номын сангаас ｂ 实验与教学资源管理 中心 ， 四川宜宾 ６４０ ） ４００
摘 要： 为解决小信 号易受干扰 、 以实现线性放 大的问题 ， Ｍ Ｐ３ Ｆ４ 难 以 Ｓ４ ０ ２ ７单片机 为控制核心 ， 采用压控可变增益 宽带放 大器Ｖ Ａ ２ 作为程控增益放大 Ｃ ８０ 器， 设计 了一个低噪声 宽直流放大器． 统能对直流到 ２ Ｍ ｚ 系 ０ Ｈ 的信号 ， 实现增益从 ０ Ｂ到 ８ｄ ｄ ０ Ｂ范围内以 ｌ Ｂ为步进的程控放 大， 内增益起伏 小于 ０ ｄ 带 ． ５Ｂ ５ ｄ， ０负载时输 出信号峰 一 峰值 高迭 ３ Ｖ 系统的零点漂移小 ， 带宽高， ０． 工作 驱动能力强， 能稳 定， 性 可广泛应 用于传感器 网络和通信设备等 电路 中．
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1芯片介绍本次课程设计主要用到AT89C52，AD603，DAC8032三种芯片。
1.1 AT89C52简介单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎“无处不在，无所不为”。
单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。
单片机有两种基本结构形式:一种是在通用微型计算机中广泛采用的，将程序存储器和数据存储器合用一个存储器空间的结构，称为普林斯顿结构。
另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，一般需要较大的程序存储器，目前的单片机以采用程序存储器和数据存储器截然分开的结构为多。
本课题讨论的方波发生器的核心是目前应用极为广泛的 51系列单片机。
单片机最小系统是能补足单片机工作的最简单电路，它由单片机、电源、晶体振荡器、复位电路等构成。
它是本系统的处理单元也是控制单元，负责处理信号、外设的接口与控制，同时它也是所有软件的载体。
本系统采用AT89C52是美国Atmel公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含8KB的可反复檫写的程序存储器和12B的随机存取数据存储器（RAM），器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内配置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可灵活应用于各种控制领域。
AT89C52单片机属于AT89C51单片机的增强型，与Intel公司的80C52在引脚排列、硬件组成、工作特点和指令系统等方面兼容。
主要管脚有：XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。
RST/Vpd（9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。
VCC（40 脚）和VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。
P0~P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义。
其管脚如下图1所示：图1 AT89C52单片机管脚图本设计中，P0 端口（32~39 脚）被定义为N1 功能控制端口，分别与N1的相应功能管脚相连接。
单片机正常工作时，都需要有一个时钟电路和一个复位电路。
本设计中选择了内部时钟方式和按键电平复位电路，来构成单片机的最小电路。
1.2 AD603简介AD603是美国AD公司推出的一款宽频带、低噪声、低畸变、增益变化范围连续可调的可控增益放大器，其内部结构如图2所示。
图2 AD603内部结构图AD603的封装引脚及各引脚功能分别如图5和表1所示。
图3 AD603引脚图表1 AD603各引脚功能脚号符号功能1 Vg+ 增益控制输入正端2 Vg- 增益控制输入负端3 Vin 运放输入4 GND 运放公共端5 FDBK 反馈端6 -Vcc 负电源输入7 +Vout 运放输出8 +Vcc 正电源输入工作模式一般，利用反馈网络(VOUT与FDBK端的连接方式)来设计AD603的增益时，可设置为以下3种模式：模式1：将VOUT与FDBK短路，即宽频带模式(90MHz带宽)时增益变化范围为一10～+30dB；模式2：VOUT与FDBK之间外接一个电阻REXT，FDBK与COMM端之间接一个5．6pF的电容用于频率补偿．根据放大器的增益关系式，选取合适的REXT，可获得所需要的模式1与模式3之间的增益值．当REXT=2．15kΩ时，增益变化范围为0～+40dB；模式3：VOUT与FDBK之间开路，FDBK与COMM连接一个18pF的电容用于扩展频率响应，该模式为高增益模式，增益范围为10～50dB，带宽为9MHz。
单个的AD603的增益可以用下式进行计算：Gain(dB)=40+，其中是差动式入的增益控制电压(1脚到2脚)，范围是-500一+500mV，为统一单位量纲，在公式中单位应当使用伏特，即一0.5V～+0.5 V，是增益起点，接不同的反馈网络有所不同。
本设计采用AD603典型接法中通频带最宽的一种（即第二种工作模式），通频带为90MHz，增益为－10～+30dB，输入控制电压U的范围为－0.5～＋0.5V。
图6为AD603接成90MHz带宽的典型方法。
图4 AD603接成90MHz带宽的典型电路1.3 DAC0832电压输出电路DAC0832是采样频率为八位的D/A转换器件，芯片内有两级输入寄存器，使DAC0832具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式，以便适于各种电路的需要(如要求多路D/A异步输入、同步转换等)。
D/A转换结果采用电流形式输出。
要是需要相应的模拟信号，可通过一个高输入阻抗的线性运算放大器实现这个供功能。
运放的反馈电阻可通过RFB端引用片内固有电阻，还可以外接。
其内部结构和引脚图如图12所示。
图5 DAC0832内部结构和引脚图DAC0832引脚功能说明：DI0~DI7：数据输入线，TLL电平。
ILE ：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效。
CS ：片选信号输入线，低电平有效。
WR1：为输入寄存器的写选通信号。
XFER ：数据传送控制信号输入线，低电平有效。
WR2：为DAC 寄存器写选通输入线。
Iout1:电流输出线。
当输入全为1时Iout1最大。
Iout2: 电流输出线。
其值与Iout1之和为一常数。
Rfb:反馈信号输入线,芯片内部有反馈电阻.Vcc:电源输入线 (+5v~+15v)。
Vref:基准电压输入线 (-10v~+10v)。
AGND:模拟地,摸拟信号和基准电源的参考地。
DGND:数字地。
2 设计方案2.1 总体方案框图本系统原理方框图如图6所示。
本系统由前置放大器、中间放大器、末级功率放大器、控制器、键盘及稳压电源等组成。
其中前置放大器、中间放大器、末级功率放大器构成了信号通道。
图6 系统原理框图前置放大器 中间放大器 末级放大器 键盘 51单片机控制器Ui Uo稳压源220V50HZ2.2 增益控制部分使用控制电压与增益成线性关系的可编程增益放大器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（如图3）。
根据题目对放大电路的增益可控的要求,考虑直接选取可调增益的运放实现,比如AD603。
其内部由R-2R梯形电阻网络和固定增益放大器构成,加在其梯型网络输入端的信号经衰减后,由固定增益放大器输出,衰减量是由加在增益控制接口的参考电压决定;而这个参考电压可通过单片机进行运算并控制D/A芯片输出控制电压得来,从而实现较精确的数控。
此外AD603能提供由直流到30MHz以上的工作带宽,单级实际工作时可提供超过20dB的增益,两级级联后即可得到40dB以上的增益,通过后级放大器放大输出,在高频时也可提供超过60dB的增益。
这种方法的优点是电路集成度高、条理较清晰、控制方便、易于数字化用单片机处理。
图 7 可变增益的运放放大器电路图2.3末级功率放大器两片AD603级联构成放大器，可对不同的大小的输入信号进行放大。
由于AD603的最大输出电压较小，所以需要前级放大信号需经过后级放大达到较高的输出有效值。
使用分立元件自行搭建后级放大器。
使用分立元件设计困难,调试繁琐,可是却可以经过计算得到最合适的输入输出阻抗、放大倍数等参数,电阻电容可根据需要更换,在此时看来较集成电路灵活。
因此自行设计后级放大器优势就很明显了。
因此末级功率放大器用分立元件自行搭建后级放大器以达到较高的输出有效值。
3 仿真电路设计3.1输入阻抗变换电路由于AD603的输入电阻只有100Ω，要满足输入电阻大于1kΩ的要求，必须加入输入缓冲部分用以提高输入阻抗；另外前级电路对整个电路的噪声影响非常大，必须尽量减少噪声。
故采用高速低噪声电压反馈型运放OPA642作前级跟随，同时在输入端加上二极管过压保护。
图83.2增益控制电路输入部分先用电阻分压衰减，再由低噪声高速运放OPA642放大，整体上还是一个跟随器，二极管可以保护输入到OPA642的电压峰峰值不超过其极限（2V）。
其输入阻抗大于2.4kΩ。
OPA642的增益带宽积为400MHz，这里放大3.4倍，100MHz以上的信号被衰减。
输入输出端口P1、P2由同轴电缆连接，以防自激。
级间耦合采用电解电容并联高频瓷片电容的方法，兼顾高频和低频信号。
增益和控制电压的关系为：AG(dB)=40×Ug+10，一级的控制范围只有40dB，使用两级串联，增益为AG(dB)=80Ug+20，增益范围是－20～+60dB，满足题目要求。
由于两级放大电路幅频响应曲线相同，所以当两级AD603串联后，带宽会有所下降，串联前各级带宽为9MHz左右，两级放大电路串联后总的3dB带宽对应着单级放大电路1.5dB带宽，根据幅频响应曲线可得出级联后的总带宽为6MHz。
图93.3 末级放大部分为保证高频端放大器的稳定性和带内幅度的平坦度，宜采用互补推挽和深度电压串联负反馈电路形式，典型电路如图8所示。
高频晶体管2N3904为NPN型，2N3906为PNP型，是配对的互补管，特征频率ft达200MHz，能保证系统性能要求。
由于是深度电压串联负反馈，故输入阻抗较高，输出阻抗低，适合与前端放大器和负载连接。
由图可见，本级avf≈1/kfV=1+(R10/R9)，如R9、R10为图中标注值，则avf=11，约合20dB。
其中所有电容，均是为了电源去耦或改善频率特性的。
图103.4键控及显示部分电路该部分由这一部分由51系列单片机AT89C52、DAC0832、LM324、键盘等组成。
方框图如图11所示。
图11 控制部分电路设计图12 仿真电路单片机AT89C52 DAC0832 LM324 至AD603增益控制端键盘3.5 DAC0832电压输出电路由于本设计要求增益调节范围为10dB~40dB，按照公式AG=80Ug+20(dB)，则Ug=-1/8V~1/4V,故要求DAC0832既能输出负电压也能输出正电压。
电路如图13所示。
图13 DAC0832的模拟电压输出电路根据上述电路最终输出电压U=5*(D/128)-5(V),其中D为单片机输入到DAC0832的值。
要求增益调节范围为10dB~40dB，设定步进级数为6，因此计算的D值如表2所示。
表2 增益步进级数对照D值表增益步进级数 1 2 3 4 5 6预置增益值/dB 10 16 22 28 34 40Ug/V -0.12 -0.05 0.02 0.1 0.18 0.25D 125 127 129 131 132 1353.6总仿真电路图由以上几个部分可拼接得总仿真电路图如下:图144 程序设计统软件主要包含了系统初始化程序、LCD1602显示程序、键盘程序、DA转换程序等。