宽带直流放大器(廖艳闺).......电子制作
宽带直流放大器 武汉大学 廖艳闺 唐晓庆 李刚 指导老师 黄根春 张望先
提要：本系统以单片机MSP430F449为控制核心及数据处理核心,采用可变增益宽带
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。以AD603构成前级放大电路，辅以程控放大电路和功率放大电路,整个系统最大电压增益达到90dB，增益可以连续调节，最小输入电压有效值为0.35mV，最大输出电压正弦波有效值达到10.6V。可以设置0~5MHz和0~10MHz两个通频带，通频带内增益起伏≤0.8dB。使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激，该放大器性能稳定，并具有零点自动校准功能，能较好地抑制直流零点漂移。由于采用了单片机低功耗工作模式，并且使用了一些高性价比、低功耗的器件去设计电路，因此本放大器具有成本低，功耗小，性价比高的优点。
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。另一难点是后级功率放大模块的设计要使最大输出电压正弦波有效值Vo≥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。 1、数据处理和控制核心选择 方案一：采用单片机AT89S52+FPGA最小系统板。即由单片机和FPGA来实现信号增益控制、数据处理和人机界面控制等功能。 方案二：采用单片机MSP430F449最小系统板。即由单片机MSP430F449实现整个系统的统一控制和数据处理。 本系统不涉及大量的数据存储和复杂处理，虽然方案一控制更灵活更方便，但FPGA的资源得不到充分利用，且系统规模大，成本高。而单片机MSP430F449是一种16位超低功耗微处理器，具有丰富的片上外设和较强的运算能力，且可在线编程，不用外部编程电压，使用十分方便，性价比高。故采用方案二。 2、信号增益控制及功率放大方案设计 方案一：采用三极管构成多级放大电路实现≥60dB的增益，并使用分立元件自行搭建后级功放。本方案成本低，但电路设计复杂，增益的步进调节或连续调节难以实现，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，如采用低噪声、精密控制的可变增益放大器AD603作增益控制核心器件，采用高电压输出的宽带运放完成功率输出。AD603温度稳定性高，其增益（dB）与控制电压（V）成线性关系，使用D/A输出控制电压能实现精确数控。 综上所述，采用方案二，电路集成度高、控制方便、易于数字化用单片机处理。
二、总体方案设计及系统方框图 系统总体框图如图2-1所示。 1
总体方案描述：本系统采用单片机MSP430F449作为数据处理和控制核心。输入信号经过前级放大电路、后级程控放大和末级功率放大，实现了90dB的最大电压增益。后级功率放大器使用高电压输出的宽带运放，提高了输出电压有效值。单片机通过D/A转换器调整AD603的控制电压，通过继电器切换后级程控放大电路通道，实现了放大器增益的预置和控制功能，大大提高了系统的精度和可控性。通过切换两路椭圆滤波器实现了通频带选择。手动调节连续可调电位器，连续改变AD603的控制电压，实现了增益连续调节功能。本放大器的直流偏置电压和直流零点漂移主要由AD603输出端引入，AD603增益不同时，输出的直流偏置电压不同。将本直流放大器输入短路，用MSP430F449内部ADC对直流偏置电压采样，利用单片机和数字算法控制D/A转换器输出对应的调节电压，控制调零放大器调节直流偏置电压为零，既抑制了直流零点漂移，又实现了自动调零校准功能。
前级放大电路AD603调零放
大器后级程控
放大未级功率
放大器
负载双通道D/A
键盘
LCD单片机
MSP430F449连续可调
电位器
单刀双掷开关
输入椭圆滤波器5MHz/10MHz
单片机内部AD采样控制继电
器切换
图2-1 系统总体框图 三、主要单元电路介绍 1、AD603构成的前级放大电路 如图4-1所示，信号经SMA接头输入放大器。由于AD603的输入阻抗为100Ω，故在输入端接100Ω的电阻R1到地，使放大器输入阻抗为50Ω。电路增益由1、2
脚间电压差VG控制，2脚接固定参考电压，1脚电压由D/A转换器控制，或由变位器手动调节控制，实现增益连续调节。AD603的增益为G(dB)=40×VG12+G0，AD603的5、7脚间接3k的反馈电阻Rf(最好要与反馈电阻并联一个小电容(几p到几十p左右)),使G0=21.58dB，增益调节在1.58dB~41.58dB范围内。
图4-1 AD603构成的前级放大电路 图4-2 调零放大电路 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4-2所示。OPA690 具有1800V/us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转换器输出调节电压加在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ADC利用MSP430内部AD，节约了ADC，降低了系统的成本。 2
3、椭圆滤波器 分别设计了-3dB截止频率为5MHz和10MHz的9阶无源椭圆滤波器。根据滤波器设计手册中的归一化设计表格，可以查表得到所需要的电容电感值。并通过滤波器软件仿真，根据仿真得到的幅频特性曲线对电容电感值做调整。图4-3为10MHz的椭圆滤波器的电路及仿真幅频特性曲线图。实际测试结果为：截止频率为10.02MHz,带内起伏≤0.8dB。
R1135.8ΩR2135.8ΩC178pFC262pFC3109pFC4182pFC519pFC6134pFC7105pFC8139pFC9100pF
L11.8uHL21.8uHL31.2uHL42.7uH
4032175
图4-3 10MHz的9阶椭圆滤波器电路及仿真幅频特性曲线图 4、程控放大电路 如图4-4所示，该程控放大电路为降低成本，仅用到一款运放OPA699，构成增益为1和10两个档，后面为两个继电器切换电阻衰减网络，一个衰减为0.1倍，另一个为0.01倍。该程控放大电路加上前级AD603的41.58dB最大增益、14dB的末级功率放大等，最终整个系统实现了90dB的最大电压增益。
图4-4 程控放大电路 图4-5 功率放大电路 5、后级功率放大电路 采用电流反馈型运放THS3091做5倍功率放大，如图4-5所示。THS3091具有高达7300V/us的摆率，带宽不小于200MHz，采用±18V供电。其最大输出电流为250mA，若采用一片THS3091，驱动不了题目要求的最大电压有效值不小于10V的输出，因此采用两片THS3091并联，每片THS3091为50Ω负载提供一半电流。 6、直流稳压电源 直流稳压电源核心部分包括：电源变压器、桥式全波整流电路、大电容滤波电路、低压差稳压器件稳压电路。电源变压器由一个初级线圈和三个次级线圈构成，为低压差稳压器件LT1963和LT1175提供三个独立转换电压。LT1963、LT1175均为可变输出的稳压芯片，LT1963输出正电压，LT1175输出负电压，调节每一稳压芯片外围的两个取样电阻值的比例，灵活得到±18V、±15V和±5V输出。低压差稳压器件的使用提高了直流稳压电源的效率。 四、程序设计 本系统软件设计部分基于MSP430F449单片机平台，主要完成增益控制、直流零点自动校准功能、按键处理和显示控制。充分利用MSP430F449低功耗模式，当相应 3
控制设置好后，不做其它处理时，单片机便进入低功耗模式。低功耗模式下，单片机可以被任意按键中断唤醒。图5-1为主程序流程图。
初始化进入低功耗模式
5MHz或10MHz通频带模式设置直流零点
自动校准
任意步距增益设置5dB步距增益设置连续调节增益
显示预置增益值返回
有按键中断Y
N
开始
图5-1 主程序流程图 五、设计和调试中遇到的问题
整个系统偏重了模拟设计，数字控制简单，控制部分主要是基于MSP430F449进行编程实现，没有遇到纯数字控制上的问题。在模拟设计和调试中遇到的问题比较多，需要一一考虑清楚，采用合理的方法解决。本系统为宽带放大，需要考虑增益带宽积的问题，还有放大器的稳定对整个系统至关重要。控制通带内的增益起伏，尤其是本系统是一个直流放大器，直流零点漂移是一个较难解决的问题，在这个问题的解决上我们都学到了很多东西，特别是在对一个不确定的电路参量进行检测时，采用绝对的地作为参照，这样在任何情况之下都是成立的，并且可以衍生出以地为参照的各种准确的参照。然后依据这样的方法，我们实现了在不同时间温度情况下能随时数控自我校准的功能。 1、带宽增益积 带宽增益积是指放大电路通带电压增益与通频带的乘积。 对电压反馈型运放，带宽增益积是一个常数。典型的电压反馈型运放构成的同相
放大电路的增益可用A表示：1/1(1/)/()fgfgRRARRA，其中()A为开环增益，是随频率增加而减小的函数；fR为反馈电阻，gR为接在反相输入端到地的增益电阻。当(1/)/()1fgRRA时，频率为-3dB频率3dBf，闭环增益1(/)fgRR越大，3dBf越小。 对电流型反馈型运放，带宽增益积并不为常数。其频率3dBf由反馈电阻fR决定，
即电流反馈型运放的频率特性几乎不受闭环增益的影响。 本系统设计最大电压增益≥60dB，通频带最大达到10MHz，由于电压增益和通频带都很大，则要求的带宽增益积就更大。实际不可能会具有这么大的带宽增益积的运放，因此应该设计为多级放大。每一级放大设计时，若选用电流型运放，首先要
宽带直流放大器设计
Ｏ 引 言
随着通信技术和微电子技术的发展 ， 宽带放大器在科研应用中起着越来越重要 的作用【 宽带放大器 ” 。 是音响、 有线电视、 无线通信等系统 中必不可少的部分 ， 宽带通信技术 的不断发展对宽带放大器 的要求也 越来越高。 宽带放大器 以低噪声 、 低非线性失真以及 良好的匹配性等特点 ， 成为现代无线接入技术和远程
通信系统中的一类极为重要的放大器圆 。 传统宽带放大器的设计主要采用分立元件 ， 应用场效应管或三极管 ， 采用多级放大电路实现。 由于大 量采用分立元件 ， 电路 比较复杂 ， 工作点难 以调整 ， 增益控制和高带宽均难以实现 ， 尤其增益的定量调节 非常困难。 不可控因素较多造成了调试难度增大。 此外 ， 由于采用多级放大 ， 电路稳定性差 ， 容易产生 自激 现象。 本文采用集成芯片 ＩＡ １ 、 Ｄ ０ 进行可控增益放大 ， Ｎ ２７ Ａ ６３ 设计了一款低噪声宽带直流放大器 。 该方案 电路集成度高 ， 稳定性好 ， 工作点容易调整， 控制方便 。
第 １ 年 ‘ 月 ６卷第３ ３期 ２ １ ００
江 苏 技 术 师 范 学 院 学 报
Ｊ Ｒ Ａ Ｆ ＪＡ Ｇ Ｕ Ｔ Ａ ＨＥ Ｓ Ｕ Ｉ Ｅ Ｉ Ｙ Ｏ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ Ｙ ０Ｕ Ｎ Ｌ Ｏ Ｎ Ｓ Ｅ Ｃ Ｒ Ｎ Ｖ Ｒ Ｔ Ｆ Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｉ Ｓ
Ｖｏ ＿６． ． ｌ１ Ｎｏ３
过 Ａ ６ ３ Ａ １ 放大 后接 到负 载 。 Ｄ ０ 和 Ｄ８ １ １１ 压 ／ 转 换 电路 ． 频
为 了能够 自动地连续测量 ０ １ Ｈ 的信号 ， 系统将信号分为高 、 ０ ｚ Ｍ 本 低频两部分 ， 通过压频转换器
收稿 日期 ： ０ ９ １— ２ 修 回日期 ： ０ ９ １ — ９ ２０—２ ０ ； ２０—２２ 基金项 目： 江苏省高等学校大学生实践创新训练计划 项 目； 江苏技术师范学 院青年科研基金资助项 Ｈ（Ｙ ０ ０３ Ｋ Ｙ ７３）
宽带放大器设计说明书
宽带放大器设计说明书目录摘要 (1)第一章引言 (1)1.1宽带放大器的概述 (1)1.2本课题设计的意义 (3)第二章总体设计 (3)2.1宽带放大器的主要技术指标 (3)2.2设计要求 (4)2.3 方案论证与比较 (4)2.3.1 可控增益放大器 (4)2.3.2 后级固定增益放大器 (5)2.4 总体设计思路 (5)2.5 AD603芯片简介 (6)2.5.1 AD603的特性 (6)2.5.2 电气性能 (6)2.5.3 使用注意事项 (8)2.6 直流稳压电源 (9)2.7 前级放大器和AGC的设计 (9)2.8后级放大设计 (12)第三章电路安装与调试 (14)3.1 电路的安装 (14)3.2主要测试仪器 (14)3.3 测试 (14)总结 (15)参考文献 (16)致谢 (17)附录 (18)摘要本设计部分采用集成电路，具有硬件电路形式简单，调试容易，频带宽，增益高，AGC动态范围宽的特点，且增益可调。
本宽带放大器以可编程增益放大器AD603为核心，主要由三个模块电路构成：前级放大电路、后级放大电路、AGC自动增益控制电路。
电路由三级放大器组成，前级放大主要是提高输入阻抗，对小信号进行放大；中间级为可变增益放大器，主要作用是实现增益可调及AGC功能。
后级放大进一步增加放大倍数，扩大输出电流，提升放大器的带负载能力，提高输出电压幅度。
由于宽带放大器普遍存在容易自激及输出噪声过大的缺点，本系统采用多种形式的屏蔽措施减少干扰，抑制噪声，以改善系统性能。
关键词：前级放大器，AGC自动增益控制，后级放大器，宽带放大器，AD603第一章引言1.1宽带放大器的概述随着电子技术的发展及其应用的日益广泛，被处理信号的频带越来越宽。
例如，在电视接收机中，由于图像信号占有的频率范围为0~6MHz。
为了不失真地进行放大，要求放大器的工作频率至少50Hz~5MHz,最好是0~6MHz。
再如，在300MHz的宽带示波器中，Y轴放大器需要具有0~300MHz的通频带。
隔直放大电路
隔直放大电路一、隔直放大电路概述1.定义与作用隔直放大电路，又称直流放大器，是一种对直流信号进行放大的电子电路。
其主要作用是放大输入信号的直流分量，从而提高信号的幅度，以满足后续电路对信号的处理需求。
2.分类根据输入信号的类型，隔直放大电路可分为电压放大器和电流放大器；根据放大倍数，可分为线性放大器和非线性放大器。
二、隔直放大电路原理1.基本组成隔直放大电路主要由输入端、输出端、放大器主体和电源组成。
其中，放大器主体通常采用晶体管、运算放大器等器件。
2.工作原理隔直放大电路的工作原理是利用放大器对输入信号的直流分量进行放大，而抑制交流分量。
具体来说，当输入信号为直流信号时，放大器输出信号与输入信号保持一致；当输入信号为交流信号时，放大器输出信号的交流分量会被大大抑制，从而实现隔直放大。
三、隔直放大电路应用1.音频放大器音频放大器是隔直放大电路的典型应用，它可以将音频信号的直流分量放大，提高音频信号的响度。
2.无线通信设备在无线通信设备中，隔直放大电路用于放大射频信号的直流分量，以提高信号传输效率。
3.模拟信号处理在模拟信号处理领域，隔直放大电路常用于对信号进行预处理，以满足后续电路对信号的处理需求。
四、隔直放大电路设计与调试1.设计要点在设计隔直放大电路时，应注意选择合适的放大器、电容和电阻等元器件，以保证电路的性能稳定。
2.调试方法调试隔直放大电路时，可以通过改变输入信号的频率和幅度，观察输出信号的变化，从而判断电路的工作状态和性能。
五、隔直放大电路优缺点1.优点隔直放大电路具有放大倍数高、线性好、噪声低等优点。
2.缺点隔直放大电路对交流信号的放大效果较差，可能导致后续电路的性能受到影响。
六、发展趋势与展望1.技术创新随着新型材料和工艺的发展，隔直放大电路将向低功耗、高稳定性、集成化方向发展。
2.市场需求随着各类电子设备的不断更新换代，对隔直放大电路的需求将持续增长，尤其是在通信、音频、视频等领域。
电子设计竞赛-宽带直流放大器
宽带放大器、数字滤波器设计报告参赛院校：山东大学信息科学与工程学院参赛队员：马衍庆、赵海明、郭帅帅日期：2010-8-27目录一、摘要 (3)二、正文 (3)2.1引言 (3)2.2方案论证 (3)2.3各个模块实现原理 (4)2.4系统设计和数据分析 (8)2.5结论和改进措施 (11)三、参考文献 (11)四、附录 (11)一、摘要本设计基于运算放大器TL084进行宽带直流放大器进行设计，实现了放大倍数0到40DB 可调，带宽在300KHz~450KHz之间，输入电阻为50欧姆，输出电阻为1欧姆左右。
并以AVR 单片机为控制核心，对放大的信号用液晶12864进行波形检测显示，并通过AD、DA可以对信号进行实时回放。
回放波形为输入波形的1/2,并通过软件计算出信号的有效值，显示在液晶上。
关键词：宽带直流放大器数字示波器波形还原电路二、正文2.1引言随着微电子技术的发展，人们迫切的要求能够远距离随时随地迅速而准确地传送多媒体信息。
于是，无线通信技术得到迅猛的发展，技术越来越成熟。
而宽带放大器是音响、有线电视、无线通信中不可缺少的部分，于是人们对它的要求也越来越高。
TL084是常用的运算放大器芯片，增益带宽积为2.5MHz~4MHz，每一片中含有四个放大器，是一款非常经济实用的芯片。
2.2方案论证方案一：输入级采用一级跟随器，输出级采用一级跟随器，中间采用两级反向放大器，前一级固定放大在10倍（20DB）左右，后一级放大调整到放大倍数0~10倍，总的放大增益为0~40DB。
方案二：输入级采用一级正向放大器，中间采用两级反向放大器，在第三级放大器设置为0~6.36DB 可调。
第一级放大倍数为6倍，第二级放大倍数为4倍。
方案三：输入级采用正向放大器，中间采用两级反向放大器，输出级采用反向放大器，每一级的放大倍数10DB，其中第二级和第三级设置成可调，即（0~10DB）。
方案一和方案二相比较，采用两级放大，在相同增益带宽积和总放大倍数一定的情况下，其3DB带宽不如三级放大。
10M宽带直流放大器开题报告
拟采用的技术方案
二、后级固定增益放大器 由两片AD603级联构成的前级放大电路,对不同大小的输入信号进
行前级放大。由于AD603的最大输出电压较小,不能满足题目要求, 所以前级放大信号需经过后级放大达到更高的输出有效值。 方案一：使用集成电路芯片。使用集成电路芯片电路简单、使用 方便、性能稳定、有详细的文档说明。可是题目要ห้องสมุดไป่ตู้输出3V以上 有效值,而在电子市场很难买到这样的芯片,而我们买到的如 AD811,HA-2539 等芯片,虽然输出电压幅度能满足要求,但是很容 易发生工作不稳定的情况。 方案二：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。此电路选择方案二。
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拟采用的技术方案
一、可控增益放大器 方案一：简单的放大电路可以由三极管搭接的放大
电路实现,为了满足增益60dB的要求,可以采用多级 放大电路实现。对电路输出用二极管检波产生反馈 电压调节前级电路实现自动增益的调节。本方案由 于大量采用分立元件,如三极管等,电路比较复杂,工 作点难于调整,尤其增益的定量调节非常困难。此外, 由于采用多级放大,电路稳定性差,容易产生自激现 象。
3． 2019.4-2019.5：撰写毕业论文。
14
致谢！
15
Thank you!
中放设计中我们抑制漂移的方法是输入信号从第一级运放的正向端输入输出至第二级运放的反向输入端且由放大倍数相同和选用元件参数尽可能一致这种方法可使相邻两级的漂移相互抵消可达到抑制漂移目的2通频带内增益起伏控制及放大电路的稳定性本设计电路电压增益在通频带内波动较明显通过对各级放大电路进行频率补偿所以在电源端增加去耦01uf和100uf电容电容电阻的引线部分也要尽可能的短并且采用屏蔽盒对系统电路板进行屏蔽
宽带直流放大器 单片机+乘法器
宽带直流放大器（C题）摘要本系统实现了一个宽带直流放大器。
首先将输入信号通过4级AD8039级联放大40dB，然后由增益控制网络控制其放大倍数，通过单片机ADuC842内置D/A输出不同直流电平送入乘法器AD834,将信号转换为差分电流信号，再送入放大器AD844进行信号放大，该增益控制网络增益控制范围在-72~12dB内，最后功率放大器件BUF634实现功率放大输出。
经过完整的测试，该系统能达到设计指标。
关键词：增益控制，频带宽度，直流零点漂移一、系统方案方案一,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，功放级，控制器，键盘，LCD 显示器及自制稳压电源等组成。
其中前置放大器，中间放大器,功放构成了信号通道。
增益控制选择的方式为乘法器AD834，通过单片机D/A 输出不同直流电平送入乘法器与前一级送入的信号进行相乘，能实现设定增益控制范围-70至+12dB 。
电路设计与调试相对较简单。
其主要技术指标分配见表1。
前置放大增益控制功放单片机微控制器键盘LCD 显示器自制稳压电源信号源220V/50HZ供电输出输出图1系统原理方框图表1 技术指标分配一览表增益A u /dB频带宽度B w /MHz 前置级放大 40 ≥40 中间级增益控制-40至2020 功放级 1 15 系统总增益范围0至60≥10方案二,与方案一不同,增益控制选择的方式为使用单片机控制模拟开关,进而选择继电器导通不同衰减倍数的衰减网络。
增益衰减的范围与衰减网络级数有关，参数计算复杂而且精度不高，并且不易做到增益的连续可调。
综上所述，本组最终选择方案一来完成宽带直流放大器的设计。
二、理论分析与计算2.1带宽增益积这是用来简单衡量放大器的性能的一个参数,表示增益和带宽的乘积。
按照放大器的定义，这个乘积是一定的，在设计电路时增加放大器的电压增益，其带宽将下降。
本系统前置级40dB放大部分采用4级AD8039级联而成，单级放大倍数不超过4倍,AD8039单位增益带宽积350MHz，单级运放带宽理论为87.5 MHz。
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。
宽带直流放大系统设计
τγ一，对于 AD829 ，带载 50 .n时的 SR 约为
'1T V p_p
SR
300 ，若输出lO V 有效值，即峰值 14.1 V ，代人上 式计算 ， fFP 约为 6.7 MHz ，无法满足系统要求的
带宽，因此不能直接通过 AD829 实现lO V 输出， 为此，选用扩流电路(如图 2) ，实现 50 .n负载在
50 .n，第一级实现增益 36.5 dB.
1. 3.4
根据转换速率 SR 的频率计算公式 ， fFP
=
1. 3.2
中间级放大设计
AD603 的供电电压最大为:t 7.5 V ，经 AD603 放大的信号幅度最大为 5V 左右，带载能
力差. AD811 是一款视频驱动放大器，在满足通 频带内增益起伏小于等于 O.ldB ，增益小于等于
声、宽频带、高增益精度(在通频带内增益起伏小
于等于 1 dB) 的特点.压控输人端电阻高达到
Mn ，在输人电流很小时，片内控制电路对提供增 益控制电压的外电路影响较小，适于实现程控增
益调节.故该系统选择 AD603 为核心实现高增
益、低噪声的程控直流宽带放大器.
来控制预置增益，编程实现步进增益 5 dB ，实时
李
(1长春理工大学，吉林长春
洋 I 气袁三强 3 闰银锋l
13∞'22; 3. 渤海船舶职业学院莲花校区，辽宁葫芦岛 125删)
13∞122; 2 吉林大学，吉林长春
[摘
要]设计了一种程控高增益、宽带直流放大器.采用三级直接相合级联放大方式，扩展了
放大器的通频带宽，且具有良好的直流特性;采用数控增益自动稳定技术，提高了有效带宽内
AD603 是一款 8 引脚的高增益、带宽可调放
宽带直流放大器系统设计
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ：ｗｉ ｅ ａ ｌｆｅ ；ｇ ｉ ｃ ｎ ａ ｎ ｄ；ｖ ｒａ ｌ ａ ｎ ａ ｌｆｅ ｓ ｄ ｍｐ ｉ ｒ ａｎ・ ｏ ｔ ｉ ｅ ｉ ａ ｉｂ ｅ ｇ ｉ ｍｐ ｉ ｒ ；ＤＡ ｏ ｖ ｒｉ ｎ ｉ ｃ ｎ ｅ ｓｏ ＥＥＡＣＣ ：１ ２ ２０
它有效地增大 了输入阻抗 。设 计跟随模块见 图 ２ 。 ２ ２ 增 益放 大 电路 ．
出阻抗 的功 率放 大 网络 ， 高带 负载 能力 ； 提 系统 通过
Ａ ８ Ｓ ２实现 系 统 的控 制 ， 键 盘 和 Ａ Ｐ Ｔ ９５ 将 Ｌ Ｓ旋 钮 输 入信 号 通 过 Ｄ Ｃ输 出 ， 控 制 Ａ ８ ３ Ａ 以 Ｄ ３ ６的放 大 增
图 １ 系统 整 体框 图
２ 硬 件 设 计
２ １ 前 级 跟 随 电 路 ．
前级 跟 随 电路 以 Ｔ Ｓ０ １为 核 心 ， Ｈ ３０ 它具 有 高 达 ６５ ０Ｖ ｐ 的转换速 率 ，２ Ｈ ０ ／ ￣ ｓ ４ ０ Ｍ ｚ的 一 频 带和 良好 通
的带 内平 坦度 ， １０ＭＨ 在 １ ｚ时 ， 益 仅下 降 ０ １ｄ 。 增 ． Ｂ
ⅣＧ ａ ｌ Ｘｉ ｏ
（ ｃｏｌｆＩ ｏｍ ｔｎＥ ｇ ，ｈ ｎ ｏｇＵ ｉ ｒｔ ｔ ｉａ，Ｗ ｉａ ｈ ｎ ｏｇ２ ４ ０ Ｃ ｉａ Ｓｈｏ ｏ ｆｒａｉ ｎ Ｓ ａ ｄｎ ｎｖ ｓｙａ ｈｉ ｅ ｉ ａｄ ｎ ６ ２９， ｈｎ ） ｎ ｏ ｅｉ Ｗｅ ｈ Ｓ
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｏ ｇ ｔａｔ ｒ ｕ ｈ ＭＣＵ ＡＴ８ Ｓ ２ ｃ ｎｔｏ Ｖ５ ３ ｏ ｃ ａ ｅ ｔ ｅ ｇ ｉ ｆＡＤ８ ３ ６，ａ Ｗ ｉ ｂ ｎ ９ ５ ｏ ｒ ｌＴＬ ６ ８ ｔ ｈ ｎｇ ｈ ａｎ ｏ ３ ｄｅ ａ ｄ ＤＣ Ａｍｐｉ ｅ ｓ ｌ ｒｉ ｉ ｆ ｄ ｓｇ ｅ ｅ ｉ ｎ ｄ．Ｔｈ ｅ ｉ ｎ ｒ ａ ｉｅ ｏ ｔｎ ｏ ｓ ｃ ａ ｇ ａｎ ａ ｄ ｐ ｅ ｇ ｉ ｎ ｓ ｌ ｙ ｆ ｃｉｎｓ Ｉ ｈ ｄ ｂ ｎ ｅ ｄ ｓｇ ｅ ｌ ｄ ａ ｃ ｎ ｉ ｕ ｕ ｈ ｎ ｅ ｇ ｉ ｎ ｒ － ａｎ ａ ｄ ｄｉｐ ａ ｕｎ ｔｏ ． ｎ ｔ ｅ ｗｉ ｅ ａ ｄ ＤＣ ｚ
宽带放大器方案设计方案(定稿)
学科分类号0712本科生毕业论文(设计)题目（中文）：宽带放大器（英文）： Wide-band Amplifier学生姓名：欧燕华学号：0610402033系别：物理与电子信息工程专业：电子信息科学与技术指导教师：周群起止日期：2009年12月-2010年5月2010年 5月 23日怀化学院本科毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文（设计），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
本科毕业论文（设计）作者签名：年月日目录摘要I关键字IAbstractIKey wordsII1前言11.1运算放大器的发展及应用简况11.2宽带放大器简介21.3课题研究的意义32 设计任务与要求32.1设计任务32.2设计要求32.2.1基本要求32.2.2发挥部分43 设计方案的选择与论证43.1宽带放大器的总体设计方案43.1.1 增益控制电路设计方案63.1.2功率输出部分设计方案73.1.3 有效值测量电路设计方案73.1.4自动增益控制（AGC）设计方案84 理论分析与参数计算84.1带宽增益积84.2电压控制增益的原理84.3自动增益控制介绍114.4正弦电压有效值的计算125 系统各模块的电路设计125.1直流稳压电源部分125.2输入缓冲和增益控制部分125.3增益控制部分135.4输出功率放大部分146 单片机控制部分及软件设计156.1AT89S51单片机简介156.2单片机控制部分156.3系统软件设计与流程图167 系统调试和测试结果167.1测试方法167.2测试结果177.3误差分析188抗干扰措施189测试性能总结19参考文献19致谢21附录A：系统电路图22附录B：仪器设备清单25宽带放大器摘要随着社会生产力的发展，人们迫切地要求能够远距离随时随地迅速而准确地传送多媒体信息。