基于AD8304对数放大器的高精度光功率计的设计

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放大器非线性失真研究装置设计与测试

AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计时代汽车放大器非线性失真研究装置设计与测试臧竞之　李希平杭州广安汽车电器有限公司浙江省杭州市 311402摘要：基于STM32F334单片机设计制作的一个放大器非线性失真研究装置。

该设计采用晶体管放大电路将信号源放大，使用四双向模拟开关（CD4066BM）做模拟开关，利用单片机自带ADC采集电压变化，用FFT 算法实现的低频谐波失真度的测量。

使用THD的计算公式计算出线性放大器的“总谐波失真”近似值。

通过EKT043显示触摸屏显示当前输出波形和失真度并且可以通过按键进行波形选择。

关键词：STM32F334单片机　晶体管　ADC采集　FFT算法1　系统方案论证1.1　方案描述信号源输出频率为1kHZ、峰峰值为20mV的正弦波，通过晶体管放大电路放大到峰峰值不小于2V，频率为1kHZ的无明显失真正弦波形，顶部失真波形，底部失真波形，双向失真波形，交越失真波形这5种波形[1]。

通过ADC采集电压变化，用FFT算法实现的低频谐波失真度的测量，使用THD计算公式计算出非线性失真的输出的“总谐波失真”近似值。

通过EKT043显示触摸屏显示当前输出波形和失真度。

如图1所示。

1.2　方案比较与选择1.2.1　失真度测量方法的比较与选择方案一：失真度计以模拟法为基础，采用基于基波抑制原理的基波抑制方法，通过频率选择性无源网络抑制基波，并从抑制基波后的总均方根电压和均方根谐波电压中计算失真度，基波抑制法构成的失真度测量仪可以解决频率范围为100Hz～10KHz、失真度为1×10-5～100％的总体谐波失真测量，测量准确度为±5％～±30％左右，测量较为方便。

方案二：采用快速傅立叶变换（FFT）算法对量化后的信号进行处理，得到基波和各次谐波的电压，从而计算出失真度[2]。

为了提高非整周期采样条件下失真度测量的精度，可以采用准同步法对被测信号的基波和谐波电压进行精确测量。

对数放大器的原理与应用(下)

５５ｄＢ
．
＋３
５５ｄＢ
、
＋０
５ｄＢ
．
＋０．５８ｄＢ
的一个移动电话可能会带来一即关断而却降至某个低电平，然后６０ｄＢｍ的噪声，这就会把你的动态按指数规律衰减到０Ｖ，这种输入型范围削｛￣２０ｄＢ。一种解决办法是把号ｍＶ级的变化很可能我们用肉眼对数放大器的两个差动输入端接是看不到的。按指数衰减的信号的地。因为对数放大器通常都是交流对数响应是一条直线。如果输入信耦合输入，所以可以在输入端与地号是连串的脉冲，输出的后沿很容之间接耦合电容。另一种有效的办易和下一个脉冲的前沿重叠，因法是使用滤波电路，也可以在输入此，一个适当的差放视频处理电路
带宽
图５），但不影响对数放大器的斜率。的功率测量。这样的模拟集成电路
在对数放大器中，系统的带宽这是由于解调对数放大器在解调后有ＡＤ８３０４、ＡＤ８３０５。基带对数放
不能用恒定输入信号而输出下降低通滤波器的信号检波与平均特性大器交流特性好，能响应瞬时变化
矣。因此在数据压缩方面对数放大增益。此外高频应用中，电路的屏集中在脉冲前沿，则差放视频处理
器有着很重要的作用，经常在数据蔽和接地非常重要。敏感电路可以电路可以省略。如图６所示。
采集的前端要经过对数放大器，然置于屏蔽盒内。
后将信号送人采集卡的模拟输入端，
波形对截距的影响
对数放大器的选型

AD8307型对数放大器及其应用(精)

AD8307型对数放大器及其应用摘要：实现了一种全集成可变带宽中频宽带低通滤波器，讨论分析了跨导放大器-电容(OTA—C)连续时间型滤波器的结构、设计和具体实现，使用外部可编程电路对所设计滤波器带宽进行控制，并利用ADS软件进行电路设计和仿真验证。

仿真结果表明，该滤波器带宽的可调范围为1～26 MHz，阻带抑制率大于35 dB，带内波纹小于0．5 dB，采用1．8 V电源，TSMC 0．18μm CMOS工艺库仿真，功耗小于21 mW，频响曲线接近理想状态。

关键词：Butte摘要：AD8307是一款基于连续压缩技术的完全单片500 MHz解调对数放大器，该对数放大器提供92 dB的动态范围，即使在高达100 MHz的频率下仍能提供误差为±l dB的88 dB动态范围。

AD8307输出电压斜率为25 mV／dB(截止点为-84 dBm)。

介绍AD8307的基本结构、功能特性及其在超声波回波接收电路中的应用以及相应抗干扰措施。

关键词：对数放大器；AD8307；解调；25 mV／dB；超声波回波信号处理领域中，一些信号具有宽泛的动态范围，比如雷达、声纳等系统中，需处理的信号动态范围达到120 dB以上：超声波回波接收器前端电压也可从“μV”级到“V”级。

而宽泛的动态范同往往给应用设计带来诸多问题。

实际应用设计都会对所处理信号进行非线性压缩，而大多采用对数放大器实现非线性压缩。

该放大器可使输出信号和输入信号的包络成对数比例，并对信号动态范围的压缩无需像AGC系统耶样提取输入信号的电平来控制增益，其增益与信号大小成反比，可广泛应用于通信、雷达、超声、电子对抗等领域。

这里给出AD8307型对数放大器及其应用。

1 对数放大器AD8307简介对数放大器的主要功能是计算某个输入信号包络的对数。

AD8307是8引脚SOIC_N封装的，基于连续压缩技术的完全单片500 MHz解调对数放大器。

该对数放大器能够提供92 dB的动态范围，即使在高达100 MHz的频率下仍能提供88 dB动态范围，其误差为±1 dB，而且电路中无需实质意义的外部元件。

设计宽带直流放大器心得总结

0.01μF 1μF 100μF 8 SMA 3 100Ω R1 30KΩ 7.5KΩ 4 2 0.1μF 10μF 0.01μF -5V
100μF 1μF GND IN
连AD603输出输入
R4 1.5kΩ
+5 5
Rf
3kΩ
至调零放大器输出
R1 500Ω -5V R2 50kΩ D/A
+5V 0.1μF 7 2
宽带直流放大器
作者:张超董卓指导老师：宓茜梁显
摘
要
本作品以单片机 MSP430G2553 为控制核心及数据处理核心，采用可变增益放大器 AD603 作为提高增益的核心器件，设计并制作了一个宽带直流放大器及所需的高效率直流稳压电源。使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激，该放大器电路结构简单，性能稳定，功能完善，达到了各项设计指标，并具有零点自动校准功能，能较好地抑制直流零点漂移。
一、方案比较与选择
题目分析：综合分析题目要求，在较宽的信号带宽（0～10MHZ）内，实现最大电压增益≥60dB，且能够连续调节增益或能够以 5dB 步距预置增益，是本题的最大难点，也是设计的重点之一。另一难点是后级率放大模块的设计要使最大输出电压正弦波有效值 Vorms≥10V。要得到更好的性能指标，放大电路的零点漂移也是一个很难解决的问题。此外，在整个放大器的设计中，要考虑其成本。
2.调零放大器电路
该部分为电压反馈型运放 OPA690 构成的一个加法电路，如图 C-2-3 所示。OPA690 具有 1800V/μ s 摆率，单位增益带宽积为 500MHz,完全能够将 AD603 输出信号放大 3 倍。由 D/A 转换器输出电压加在 OPA690 输入端，对 AD603 输出的直流偏置电压进行校正。OPA690 另一路采用加法方式输入-5V，调节双通道 D/A 转换器 TLV5638 输出的单极性电压（0～4.096V）变换为双极性电压。双通道 D/A 转换器 TLV5638 另一路为 AD603 输出控制电压；调零用的采样 A/D 转换器利用 MSP430 的内部 A/D，节约了 A/D，降低了系统的成本。

一种适于Sigma-Delta ADC的高增益放大器的设计

一种适于Sigma-Delta ADC的高增益放大器的设计田海燕; 李斌; 廖春连【期刊名称】《《计算机测量与控制》》【年(卷),期】2019(027)010【总页数】5页(P268-272)【关键词】放大器; 共源共栅; 增益增强; 共模反馈; 斩波技术【作者】田海燕; 李斌; 廖春连【作者单位】中国电子科技集团公司第五十四研究所石家庄050000【正文语种】中文【中图分类】TN4920 引言作为模拟电路和数字电路的中介，模数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)在现代信息领域中发挥着重要应用。

近年来，对ADC的性能提出了更高的要求，随着数字信号处理技术的发展，高分辨率的模数转换器越来越受到青睐。

Sigma-Delta模数转换器凭借过采样和噪声整形技术成为高精度模数转换器，在信号处理系统中作为重要的单元。

因此，实现Sigma-Delta 模数转换器的高精度、高性能、高性价比具有很好的研究价值和现实意义。

尽管近年来我国在IC产业投入较多，Sigma-Delta转换器水平有所提高，但是相比国外，我们仍然有很大差距。

预计在未来几年，Sigma-Delta ADC还是会呈稳步增长的趋势，所以我国在ADC方面的发展仍有很大的必要性和重要性。

在Sigma-Delta ADC的采样保持电路中，运算放大器是其中一个重要的部分，其性能好坏直接影响着整个ADC的性能。

本文重点分析和设计用于Sigma-Delta ADC电路中的第一级运算放大器。

设计一种宽带宽和高增益的运放是非常困难的，在以前技术中，已经有很多策略来解决这个问题，例如使用cascode，三重cascode和多阶段架构，但是还是存在着各种各样的问题。

Bult.K.等人提出增益增强结构有效提高运放增益，这一方法能够在不影响带宽的前提下有效提高放大器的性能[1]。

在增益增强技术中，速度、精度和功耗之间存在着动态平衡，使其成为在设计高分辨率和高速ADC时被应用的重要原因。

基于ADN8830的非制冷红外焦平面温度控制电路设计

基于ADN8830的非制冷红外焦平面温度控制电路设计红外技术作为一种发现、探测和识别目标的重要手段在军民两用技术中有着广泛的应用，非制冷红外焦平面阵列技术的发展极大地提高了系统的性能。

非制冷红外热像仪采用的是不需要制冷的热探测器焦平面阵列，利用红外辐射使焦平面上敏感像元的温度改变，从而使电阻随之改变，来探测目标的温度特性。

所以，只有尽可能地保证焦平面阵列中各敏感像元自身基准温度稳定且一致，才能够提高热像仪的探测灵敏度，减小系统后期非均匀性校正的难度，最终从根本上提高热像仪的探测灵敏度，改善热像仪的成像性能。

目前，在实际的非制冷红外焦平面阵列探测器中采用半导体热电制冷器(TEC)来稳定基准温度。

在此着重介绍一种基于ADN8830的高性能TEC温度控制电路及其PID补偿网络的调节方法。

1 温度控制电路设计TEC(Thermo Electric Cooler)是用两种不同半导体材料(P型和N型)组成PN结，当PN结中有直流电通过时，由于两种材料中的电子和空穴在跨越PN结移动过程中的吸热或放热效应(帕尔帖效应)，就会使PN结表现出制冷或制热效果，改变电流方向即可实现TEC的制冷或制热，调节电流大小即可控制制热制冷量输出。

利用TEC稳定目标温度的方法如图1所示。

图1中第一部分是温度传感器。

这个传感器是用来测量安放在TEC端的目标物体的温度。

期望的目标物体温度是用一个设定点电压来表示，与温度传感器产生的代表实际目标物体温度的电压通过高精度运算放大器进行比较，然后产生误差电压。

这个电压通过高增益的放大器放大，同时也对因为目标物体的冷热端引起的相位延迟进行补偿，然后再驱动H桥输出，H桥同时控制TEC电流的方向和大小。

当目标物体的温度低于设定点温度时，H桥朝TEC致热的方向按一定的幅值驱动电流；当目标物体的温度高于设定点温度时，H桥会减少TEC的电流甚至反转TEC的电流方向来降低目标物体温度。

当控制环路达到平衡时，TEC的电流方向和幅值就调整好了，目标物体温度也等于设定的温度。

对数放大器的原理与应用_下_罗鹏

讲座F o r u m对数放大器的典型应用宽动态范围放大器对数放大器的特点是在提供大动态范围同时能突出成本优势。

在移动通信系统中，ＣＤＭＡ和ＧＳＭ都需要调节基站的功率输出，以匹配目标手机和本地基站对通讯距离的要求。

近可能的减少基站近处手机过载的可能性。

同样，基站也需要调节接收信道的增益，从而加大信噪比，降低误码率。

此类大量的对数放大器应用于ＲＳＳＩ（接收信号的强度指示）和发射功率控制场合。

在某些无线电接收通道中的中频放大器设计，也可采用对数放大器。

例如单片　ＡＤ８３０７可完成信号接收解调功能，前端进行适当的频率比配后动态范围可达９２ｄＢｍ。

若前端配合低噪声Ｘ－ＡＭＰ技术的放大器，动态范围更可高达１２０ｄＢｍ，无须外部温度补偿，元件少，电路非常简洁。

值得注意的是由于对数放大器的实质是完成输入输出信号的对数变换。

并不强调其放大器的放大器能力，因此对数放大器的检波输出电压一般不能满足后续处理电路的门限电压要求，通常采用高带宽增益积的运放对经过对数变换后的信号做进一步的放大。

对于标称的１０％￣９０％电压上升时间是否可调的问题，应当说如果输出不带缓冲，则上升时间可通过外部电路来调节。

若输出信号已经是经过缓冲以后的信号，则１０％￣９０％电压上升时间是不可调的。

如图４所示。

另外对数放大器输入输出呈对数关系，对于大信号而言无须类似ＡＧＣ的外部控制电路，使得对数放大器在光纤通信方面有着可喜的前景。

例如光通信系统应用中的功率监控，包括激光控制电路、光开关、衰减器、放大器等场合，传统解决方案要求采用成本较高的带切换增益互阻放大器前端的数字信号处理电路。

如采用双对数变换器ＡＤＬ５３１０则大大简化了掺铒光纤放大器（ＥＤＦＡ）、可变光衰减器（ＶＯＡ）和光分插复用器（ＯＡＤＭ）的控制环路的设计，ＡＤＬ５３１０包含两个独立的信号通道以便与光电二极管相连，允许为每个通道独立配置传递函数常数（斜率和截距）。

其对数变换能力允许对差分信号进行测量以便计算增益或吸收率。

基于AD630的双相锁相放大器设计

关键词：锁相放大器；微弱信号检测；ＡＤ３６０中图分类号：Ｔ７２Ｎ２文献标识码：Ａ文章编号：１００９—９９２１）６—０１ —０４２ｆ０２００９５
ＴｈｓｇｆＤｕｌＰａｅＬｏｋＩｅＤｅｉｎｏａ－ｈｓｃ－ｎＡｍｐｉｅｓｄｏｌｒＢａｅｎＡＤ６０ｉｆ３
ｓｇａａｒｉｇｉａ．ｅｗｅｋｓｇａｓｓｂｒｅｎｓｒｎｇｂａｋｒｕｏｓｎｔｅｔｒｅｅｃ．ｔｍｕｔｅｔｅｌｃ — ｎａｌｉｒｉｎｌｃｒｙｎｓｗｅｋＴｈａｉｎｌｉｕｍｅｇｄｉｔｏｃｇｏｎｄｎｉｅａｄｏｈｒｉｅｆｒｎｅＩｓｈｏｋｉｍｐｉｅｎｕｓｆｗｈｃｅｏｇｈａｉａｅｅｔｎｔｃｎｌｇｏａｈｅｅｔｅｅｔａｔｎｏｓｆｌｓｇａ．ｈｉｐａｅｅｃｉｅａｉｎｌｄｔｃｉｎｉｈｂｌｎｓｔｅｗｅｋｓｇｌｄｔｃｉｅｈｏｏｙｔｃｉｖｈｘｒｃｉｆｕｅｕｉｎ１Ｔｓｐｒｄｓｒｂｓｗｅｋｓｇａｅｅｔｎｏｏｏｔｅｒｈｏｙ，ａｄｃｍｐｒｓｔｅｐｏｎｏｓｏｈｉｇｅａｄｄａ — ｈｎｅｏｋｉｍｐｉｉｒｉａｌｎｏａｅｈｒｓａｄｃｎｆｔｅｓｎｌ－ｎｕｌｃａｎｌｌｃ — ｎａｌｅ．Ｆｎｌｆｙ，ｄｓｇｅｕｌｈｓｏｋｎｅｉｎｄａｄａ —ｐａｅｌｃ —ｉ

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ＤｅｓｉｇｎｏｆＨｉｇｈＰｒｅｃｉｓｉｏｎＯｐｔｉｃａｌＰｏｗｅｒＭｅｔｅｒＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＡＤ８３０４ＬｏｇａｒｉｔｈｍｉｃＡｍｐｌｉｉｅｆｒ
ＡＤ８３０４ｎｄａｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＯｐｔｉｃａｌＰｏｗｅｒＭｅｔｅｒ．Ａｎｄｔｈｅｃａｌｅｕｌａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｉｓｄｅｓｉｇｎｈａｓｂｅｅｎｖｅｉｒｉｆｅｄｂｙｓｏｆｔｗａｒｅ．
第１３卷
第４期
实验科学与技术
ＥｘｐｅｉｒｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖ０１．１３Ｎｏ．４
２０１ห้องสมุดไป่ตู้５年８月
Ａｕｇ．２０１５
基于ＡＤ８３０４对数放大器的高精度光功率计的设计
ｔｈｏｕｇｈｔｏｆｔｈｅＯｐｔｉｃａｌＰｏｗｅｒＭｅｔｅｒｉＳｐｒｏｖｉｄｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｈｉｃｈｆｏｃｕｓｅｓｏｎｔｈｅｓｐｅｃｉｌａｃｈａｒａｃｔｅｉｒｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃａｍｐｌｉｉｆｅｒ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏａｖｏｉｄｔｈｅｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＯｐｔｉｃｌａＰｏｗｅｒＭｅｔｅｒＭｅｔｈｏｄ．ｓｕｃｈａｓｔｈｅｌａｒｇｅｍｅａｓｕｉｒｎｇｅｒｒｏｒｎｄａｔｈｅｎａｒｒｏｗｍｅａｓｕｉｒｎｇｒａｎｇｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｓｄｅｉｇｎｅｄｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅＯｐｔｉｃａｌＰｏｗｅｒＭｅｔｅｒｎｄａｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆ
杨浩，刘译文，赵笠铮，严一民
物理电子学院，成都６１００５４）（电子科技大学
摘要：为了避免传统光功率计测量误差较大、测量范围较窄等缺点，文中对光功率计的测量精度及范围进行了优化设计。设计中使用ＰＩＮ光电二极管将光电流转化为电压值，并采用ＡＤ８３０４对数放大器进行对数放大，避免了使用线性放大器时显示转换误差和烦琐的对数运算。给出了光功率计的设计思路，重点讨论了ＡＤ８３０４对数放大器的特性及在光功率计中的应用，并通过软件对本设计的计算精确性进行了验证。关键词：光功率计；光电二极管；ＡＤ８３０４对数放大器文献标志码：Ｂｄ０ｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２— ４５５０．２０１５．０４．０６７中图分类号：ＴＨ７４１
ｔｈｅｍｅｓｕａｒｉｎｇｒａｎｇｅ．Ｉｎｔｈｉｓｄｅｓｉｇｎ，ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅＰＩＮｉｓｕｓｅｄｔｏｅｏｎｖｅ￣ｌｉｇｈｔｃｕｒｒｅｎｔｉｎｔｏｖｏｌｔａｇｅｖｌｕａｅｓ．Ａｎｄｔｈｅｅｍｐｌｏｙｍｅｎｔｏｆｔｈｅｌｏｇ－ａｒｉｔｈｍｉｃａｍｐｌｉｉｆｅｒＡＤ８３０４ｃａｎａｖｅｒｔｔｈｅｓｏｐｈｉｓｔｉｃａｔｅｄｌｏｇａｒｉｔｈｍｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｅｒｒｏｒｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｌｉｎｅａｒａｍｐｌｉｉｆｅｒ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎ
ＹＡＮＧＨａｏ，ＬＩＵＹｉｗｅｎ，ＺＨＡＯＬｉｚｈｅｎｇ，ＹＡＮＹｉｍｉｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈｙｓｉｃａｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００５４，Ｃｈｉｎａ）