宽带放大器设计

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宽带直流放大器设计

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)

基于STC89C51单片机的宽带数控放大器的设计

基于STC89C51单片机的宽带数控放大器的设计

5.1 测试方案与测试结果 ........................................24
5.1.1 测试方法 ........................................................... 24 5.1.2 测试结果与分析 ..................................................... 24 5.1.3 误差产生原因 ....................................................... 26
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3.5 后级功率放大电路的设计 ....................................16 3.6 各级增益控制的设计 ........................................17 3.7 通频带选择网络的设计 .......................................18 3.8 程控放大电路的设计 ........................................18 3.9 电源模块的设计 ............................................19 第 4 章 软件系统设计 ...................................................................................................20 4.1 STC89C51 系列单片机简介 ....................................20 4.2 STC89C52 的定时/计数器编程的相关寄存器介绍 .................20

宽带直流放大器设计报告

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。

30~512 MHz两级宽带功率放大器极间匹配设计

30~512 MHz两级宽带功率放大器极间匹配设计

第6期2021年3月No.6March,20210 引言功率放大器作为现代电子微波系统的最末端,在迅猛发展的移动通信事业中越发凸显了其必不可少、不可替代的重要性。

功率放大器发展至今,广泛应用在各类通信领域,诸如手机、雷达、电台、干扰机等无线通信系统。

当前随着软件无线电技术的广泛运用,系统对功率放大器的带宽和输出功率提出了越来越高的要求,使得超宽带、大功率、高效率、高线性度的功率放大器应用前景极为广阔[1]。

本文以实际项目中用于电台的功率放大器设计为实例,集中讨论了宽带功放极间匹配设计过程。

主要设计指标要求为:(1)工作频段(Freq )为30~512 MHz ;(2)输出功率(Pout )≥80 W ;(3)效率(η)≥35%;(4)双音频率间隔200 kHz 时,三阶互调失真 (IMD3)≤-28 dBc 。

针对这些指标要求,采用两级功放管级联,设计了输入、级间和输出匹配网络,制作了宽带功放,具备高输出功率、高线性度、高效率以及小型化等特点。

1 电路设计一般情况下,针对多级功率放大器的设计方法是使每一级功率管输入、输出都匹配到50Ω,中间再加上一个π型网络,衰减部分射频信号以防止自激,最后级联组成多级放大器。

这样输入、输出分别需要同轴巴伦来完成宽带匹配。

这样的优势是每一级自成一体,方便调试,维修等也方便;同样的,其劣势也很明显,这样极大地限制了电路布局空间的小型化,同时级联时容易自激(一般选择添加π型电阻网络,衰减射频信号来解决自激),这样降低了放大器的输出功率和效率。

本两级宽带功率放大器设计在传统的宽带匹配电路基础上,保留驱动级功率管的输入匹配电路和末级功率管输出匹配电路,在驱动级功率管的输出处和末级功率管的输入处设计两级功放极间匹配所需要的阻抗变换。

通过使用同轴巴伦所用同轴电缆的阻抗和铁氧体磁芯,结合集总元件使这种极间匹配努力在全频带内实现最佳匹配。

横向扩散金属氧化物半导体场效应管(LDMOS )作为一种性价比很高的器件,自20世纪80年代应用以来一直在通信系统的固态功放中起着主导作用。

宽带直流放大器设计课件

宽带直流放大器设计课件

1 绪论1.1概述放大器能把输入信号的电压或功率放大的装置,由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。

放大器的原理是高频功率放大器用于发射机的末级,作用是将高频已调波信号进行功率放大,以满足发送功率的要求,然后经过天线将其辐射到空间,保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平,并且不干扰相邻信道的通信。

高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。

按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种,窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路,故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器;宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路,因此又称为非调谐功率放大器。

高频功率放大器是一种能量转换器件,它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出在“低频电子线路”课程中已知,放大器可以按照电流导通角的不同,将其分为甲、乙、丙三类工作状态。

甲类放大器电流的流通角为360°,适用于小信号低功率放大。

乙类放大器电流的流通角约等于180°;丙类放大器电流的流通角则小于180°。

乙类和丙类都适用于大功率工作丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。

高频功率放大器大多工作于丙类。

但丙类放大器的电流波形失真太大,因而不能用于低频功率放大,只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。

由于调谐回路具有滤波能力,回路电流与电压仍然极近于正弦波形,失真很小。

1.2宽带直流放大器的应用前景随着微电子技术的发展,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。

于是,无线通信技术得到了迅猛的发展,技术也越来越成熟。

而宽带放大器是上述通信系统和其它电子系统必不可少的一部分。

由此可知,宽带放大器在通信系统中起到非常重要的作用,于是人们也对它的要求也越来越高。

直宽带放大器在科研中具有重要作用,宽带运算放大器广泛应用于A∕D转换器、D∕A转换器、有源滤波器、波形发生器、视频放大器等电路。

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

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 。

1-2GHzCasCode宽带功率放大器的设计的开题报告

1-2GHzCasCode宽带功率放大器的设计的开题报告1. 概述本文旨在介绍一种基于Cascode结构的宽带功率放大器设计,主要用于1-2GHz 信号的放大。

该放大器采用了两级结构,通过Cascode的设计,能够在保证较高的输入和输出阻抗的同时,获得较高的增益和线性度。

本文将介绍该功率放大器的设计思路、电路结构、模拟仿真结果以及未来工作展望。

2. 设计思路该宽带功率放大器的设计思路主要参考了Cascode结构的设计思路,通过两级的配置方式,实现了高增益、低失真的放大效果。

由于1-2GHz信号的频率比较高,导致对电路的稳定性和噪声等方面提出了更高的要求,因此本设计采用了以BJT为主的Cascode结构,既兼顾了高增益和高线性度,又在一定程度上减小了噪声和非线性失真的影响。

3. 电路结构该宽带功率放大器主要由两级Cascode放大器构成,如图所示。

其中,第一级放大器的输入端由一个微带线实现,通过微带线导入信号,并引入L1和C1组成匹配网络,保证了输入端的阻抗匹配。

L2和C2组成了输出端的匹配网络,也起到了输出阻抗的匹配。

第二级放大器的输出端口引入L3和C3组成匹配网络,将输出端口的阻抗适配到负载中。

4. 模拟仿真结果在ADS软件中进行了该宽带功率放大器的仿真,得到了如下的仿真结果。

输入端的S11参数为-11.88dB,输出端的S22参数为-10.48dB,增益为21.09dB,输出功率为1.29W,效率为46.68%。

通过仿真结果可以看出,该宽带功率放大器在保证高增益和高效率的同时,还具有良好的输入输出阻抗匹配和抗干扰性能。

5. 未来工作展望在未来的工作中,可以进行更为深入的研究和分析,比如将该功率放大器应用于实际的射频系统中,进一步研究其在较高频段下的性能表现,发掘其更大的潜力,同时也可以尝试采用其他功率放大器结构进行对比研究,寻找到更加优秀的设计方案。

宽带直流放大器设计方案


图 3-1
2.通频带选择电路
通过单片机一个 IO 口控制继电器,切换 5M 和 10M 通频带,电路如图 3-2 所示。
图 3-2
3.椭圆滤波器
我们使用 Filter Solutions 分别设计了-3dB 截止频率为 5MHz 和 10MHz 的九阶 无源椭圆滤波器。 并通过仿真软件对电容电感值做调整。 图 3-2 分别为 5MHz 和 10MHz 的椭圆滤波器电路及其幅频特性曲线图。
2.中间增益放大级方案论证
方案一:采用三极管构成多级放大电路
若用分立元件构成 60dB 放大器,则须采用三极管构成的多级放大器。此方案 有选材方便和成本较低的优点,但是选择性能合适的三级管比较费时间,选择合适 的三极管配对组合更是不容易,并且题目给出的指标较高,三级管构成的多级放大 器容易引起更多的干扰,影响放大质量。此外,晶体管构成的多级放大电路不易实 现大范围的增益连续可调,这是相比于集成运算放大器的又一大缺点。所以,我们 对下一种方案进行论证。 方案二:使用集成运放 OPA620 构成 2 级放大 单个 OPA620 的增益可调范围为 -20bB — +20dB ,采用两级相连,则可以实 现-40dB-+40dB 的可调范围。从厂商的数据手册可以看出,OPA620 外围电路简单, 容易操控,通频带内增益起伏小于 0.05dB,且放大效果较好。但是若要求实现提高 部分 0-60dB 全范围的连续可调,两级 OPA620 放大则不能达到题目要求。 方案三:使用低噪声增益可控放大器 AD603 使用两级 AD603 构成的增益可调放大电路。 AD603 是主要用于 RF 和 IF AGC 系统的低噪声可调增益放大器, 它具有引脚可 编程增益功能,可以使用一个外部电阻设置增益范围内的任何增益子范围,控制接 口可以输入差分电压,也可以输入单端的正控制或负控制电压,使用十分方便。单 级 AD603 便可以实现 0-40dB 的电压放大, 且该增益范围内有 30MHz 的频带宽, 性 能优异,如果采用两级连放,理论上可以实现 0-80dB 的增益可调范围,能满足题目 要求。其次,AD603 构成的增益可控放大电路有很大的提升空间,可以通过电位器 获取基准电压进行手动控制,通过模拟开关连接电阻器实现增益程控,通过单片机 配合 DAC 模块实现不同精度的增益数控。 所以比较上述两种方案,AD603 与 OPA620 相比,容易实现增益数控,AD603 有更高的性价比,我们最终选择方案三。

宽带高增益放大器的设计

宽带高增益放大器的设计首先,设计宽带高增益放大器前,需要明确放大器的使用要求,比如所需的增益范围和带宽。

这将有助于确定放大器的整体参数。

接下来,选择合适的放大器架构。

常见的宽带高增益放大器架构包括共源共栅架构、共基共射架构以及共发射共基架构等。

选择合适的架构要考虑电路的增益、带宽和稳定性等因素。

然后,确定放大器的基本参数,包括放大器的增益、带宽和输入/输出阻抗等。

增益的选择应根据具体应用的需求来确定。

带宽的选择要考虑到信号的频率范围,以及信号在带宽内的衰减限制。

输入/输出阻抗的选择要匹配信号源和负载的阻抗,以最大化信号的传输效率。

在设计过程中,还需要考虑放大器的稳定性。

放大器的稳定性通常通过稳定因子和稳定圆指标来判断。

稳定因子小于1表示放大器稳定,大于1表示存在振荡的风险。

稳定圆用于定性评估放大器的稳定性。

接下来,进行放大器的元件选取。

在放大器的设计中,主要考虑的元件包括晶体管和电容电感元件。

选择合适的晶体管要考虑到增益、噪声系数和带宽等参数。

同时,还要选择合适的电容电感元件来满足放大器的带宽和稳定性要求。

在完成元件选取后,进行电路的仿真与优化。

采用软件进行电路的仿真可以帮助我们更好地理解电路的性能,并进行参数调整和优化。

在仿真过程中,需要关注放大器的频率响应、增益、噪声系数和稳定性等方面。

最后,进行实际电路的布局和制造。

布局时应注意减少元件之间的互感和电容。

制造时要选择合适的工艺流程,并保证元器件的良好质量,以最大程度地实现设计的理论性能。

总结起来,宽带高增益放大器的设计过程包括确定使用要求、选择合适的放大器架构、确定基本参数、考虑稳定性、元件选取、电路仿真与优化以及最终的布局和制造。

通过以上步骤,可以设计出满足要求的宽带高增益放大器。

全差分射频宽带放大系统的设计与实现

·实验技术·全差分射频宽带放大系统的设计与实现杨光义,羊硕雄,李新阳,李文博(武汉大学 电子信息学院,武汉 430072)摘要:以微处理器MSP430F6638为控制核心,设计实现了一套全差分射频宽带数控增益放大系统。

系统包括输入调理、可控增益放大、输出、控制和系统供电5大模块,实现30~240 MHz 宽带放大。

系统进行严格的阻抗控制与屏蔽处理,有效降低信号反射与环境噪声的干扰,在40~200 MHz 内起伏小于2 dB ;在20 MHz 和270 MHz 时系统增益下降超过30 dB ;0~64 dB 增益范围内任意步进可调,最小步进1 dB 。

分析了全差分放大器的4种电路形式,介绍了几种常用滤波器的优缺点,给出了核心模块的具体电路图,并结合实验数据对系统性能进行完整分析,为学科竞赛和工程实践等多种场合应用提供了方便。

关 键 词:射频;宽带;可控增益放大;全差分;滤波器中图分类号:TN761.2; G642.423 文献标志码:A DOI: 10.12179/1672-4550.20200407Design and Implementation of a Fully Differential RFWideband Amplifier SystemYANG Guangyi, YANG Shuoxiong, LI Xinyang, LI Wenbo(Electronic Information School, Wuhan University, Wuhan 430072, China )Abstract: Taking the microprocessor MSP430F6638 as the control core, a set of fully differential RF wideband numerical control gain amplification system is designed and implemented. The system includes five modules, including input conditioning,programmable gain amplification, output, control and system power supply, which is able to achieve wideband amplification in the range of 30 to 240 MHz. The system is subjected to strict impedance control and shielding to effectively reduce the interference of signal reflection and environmental noise, and the fluctuation is less than 2 dB in 40 to 200 MHz. The system gain drops by more than 30 dB at 20 MHz and 270 MHz, and any step can be adjusted within the gain range of 0 to 64 dB, with a minimum step of 1 dB. The paper analyzes the four circuit types of the fully differential amplifier, introduces the advantages and disadvantages of several commonly used filters, and renders the specific circuit diagram of the core module. The experimental data is combined to make a complete analysis of system performance, providing convenience for application in various occasions such as subject competition and engineering practice.Key words: radio frequency; wideband; programmable gain amplification; fully differential; filter随着移动互联时代的来临,射频宽带放大器在无线通信系统中的应用越来越广泛,日渐成为影响整个通信系统质量的重要环节[1−3]。

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宽带放大器设计一、 设计目的(1) 掌握宽带放大器的设计、组装与调试方法:(2) 熟悉集成电路的使用方法。

二、 设计内容及要求(1) 设讣一个宽频带放大器,要求带宽大于30MHz.可扩展;(2) 带宽增益积大于300MHz,可扩展;(3) 输岀阻抗为600Q,输出电压>1V O三、 宽带放大器原理几种常见宽带放大器(参考):1. 二级直接耦合宽带放大器电路图1是二级直接耦合宽带放大器电路,第二级采用PNP 型晶体管,这种电路适合于提 高电源电压的利用率,需要给出较大输出振幅的电路。

各级开环增益为20dB,与R1串接 的电位器RP1用于调整晶体管最适宜的偏置。

隔直电容C1和C2的参数由低频特性确泄, 频率特性上限由所使用的晶体管(特别是VT2)限制,若使用2SA495晶体管,约有30MHz 的带宽。

VT2要求具有髙截止频率角,低输入电容Cob 晶体管。

直流偏置是降低集电极负载 电阻,有较大工作电流。

这种电路要采用稳立电源供电,低负载使用时,要在VT2输出增 设1级射随电路。

两级宽带放大器构成电压串联负反馈电路,英电压放大倍数DC Auf = \ + — = \\ /?4+ I2VI00QI0OQC3100(2图1二级直接耦合宽带放大器电路R 、 7kQG p- WF c 4 0.01 M F VT_ 2SCI923 IkQVT 、 亠 2SA495 G 1~ 47pF 输出 输入2.宽带缓冲器电路宽带缓冲器电路如图2所示。

这种电路用作电流驱动能力较弱的通用宽带运放输出电路,要求高速动作的无放电电路及50Q负载的线路驱动电路等。

该电路属于简易功率合成器,VT1、VT2、VT3和VT4均工作在射极跟随状态。

要求VT1与VT2, VT3与VT4参数一致。

输入的功率P IN在A点一分为二,经过电流放大后,在B点合成。

电压放大倍数不超过2,但接近2。

但电流放大倍数较大,因此功率放大倍数也较大。

此电路输入阻抗髙,而输岀阻抗低,正适合于作驱动级。

电阻Ri用于防止高频振荡等异常动作。

旁路电容C1和C2也很重要,要靠近晶体管安装。

3. 10MHz以上的宽带放大器电路图3是采用u PC4539C构成的宽带放大器电路。

视频放大器常采用差动输入/差动输出的HA733,此电路是电流差动型的宽带放大器电路,转换速率高(60V/ us), GB乘积大(300MHz),髙频特性优良,并由UPC4539外部设泄工作条件。

u PC4539C内电路结构为电流差动型,与一般放大器的设计方法不同。

首先是偏置工作点的设定,内部电流基准I SET由R5 设定,IsEi-(Vcc-1.2V)/(R5-lkQ ),当R5=20kQRt, I SET 为568 u A o 7脚偏置输入电流由Vq•和R4确左,与输岀端的直流电位无关。

因单电源工作,□ PC4539C的输入/输岀需接隔直电容,根据需要低频特性选用C1与C5。

反馈放大器的增益由R3与R2之比决定,约10倍(20dB),与R3并联相位补偿电容,抑制高频尖峰信号, 获得平坦的频率特性°GBW随设左电流I SET的不同大幅度变化,I SET为20 u A时,GBW为20MHz;: 100nA 时为90MHz; 1mA 时为300MHz»闭环增益由电阻R2和R3确定,采用稳左性高的金属膜电阻。

电容C1和C5根据低频截止频率选泄,C>—^— (R为750 Q或150Q), C1和C2采用100 u F以上的铝电解电2或R容,但髙频时阻抗增大,与其并联0.1 nF的陶瓷电容更好。

4.采用y,PC1663C构成的宽带放大器电路图.4是采用u PC1663C构成的宽带放大器电路。

u PC1663C与视频放大器u A733有相同的电路结构,髙频特性好,达到100MHz以上的频率。

适用于高淸晰度电视、髙分辨显示器、视频电路、CCD传感放大器等电路中,需要带宽特性的电路。

HPC1663C是差动输入/输岀型集成芯片,此电路使用单端输入/输出。

输入端用R1(5OQ)作为终端电阻,采用直流耦合,但输出端产生约3V的同相电压,需要电容C3进行交流耦合。

差动输出作为单端使用时,不用的输出端子开路,特性发生变化,因此,接入R4和R5调节平衡。

输入差动晶体管的发射极间电阻R3用于设泄差动增益,R3为0时,增益为300倍,100Q时为100倍,1.2kQ时为20倍。

若R3采用lkQ可变电阻,就可方便改变增益。

与一般运放相比,其特点是即使改变闭环增益,频率特性也不会改变。

5. 50MHz宽带放大器电路宽带放大器广泛用于髙速脉冲与视频电路、高频振荡器、高速A/D转换器的前置放大器等。

图5中的运放A1采用HA2539构成的宽带放大器电路。

HA2539追求高速性能,具有S/R为600 us, GB积为600MHz,歼为400MHz及优良的交流特性,但不足之处是失调电压最大为15mV,输入偏置电流为20 nA,失调电流最大为6uA.输入阻抗典型值为10k Q,不适用运算等电路。

为使工作频率达到100MHz,必须降低电路阻抗,反馈电阻R3为lkQ左右,据此推算R2,令R1=R2//R3,以减小因输入偏巻电流产生的失调。

为使输出阻抗为500,在输岀端串联电阻R4,如果与下级的连线短接,则可不接R4。

电源线路的旁路电容要靠近HA2539 安装,要与钮电容C2并联0.01〜O.luF的陶瓷电容。

图5 50MHz宽带放大器电路6.100MH超宽带直流放大器电路如图6所示是采用CLC221A构成的超宽带直流放大器电路,它适用于放大高速脉冲信号O CLC221A特性良好,转换速率为6500V/ us, tr=tf=2.1ns, - 3dB带宽时频率为170MHz; 直流特性好,失调电压为0.5mV,漂移电压为5uV,可直接构成宽带直流放大器。

图6采用CLC221A构成的超宽带直流放大器电路CLC221A与普通运算放大器设计不同,它采用电流反愦方式的髙性能运算放大器。

同相放大与反相放大均大,但反相放大时可获得平坦的频率特性,片内有为1.5RQ的反馈电阻。

同相放大器时,可按A IN为l+(1.5kQ/RG)计算出R G:反相放大时,可按Am为1.5k Q / R G计算出Re-7.低漂移宽帶放大器电路图7采用TL592B构成的低漂移放大器电路。

为了改善直流特性,增设直流反馈运放A2电路,该电路的失调漂移取决于A2,高频特性取决于A1的复型放大器电路。

IL592B输岀图7.9.7采用TL592B构成的低漂移放大器电路TL592B的噪声特性比普通运放有所改善,1kHz〜10MHz的输入信号其噪声电压典型值为3uV o TL592B可构成直流复合型放大器,直流到低频由直流特性好的运放A2决圧,直流特性较差的TL061接人反馈环内。

髙频特性由A1决立,它可获得300MHz频率的平坦特性。

因为TL592B输入差动放大电路的射极间电阻可使电路获得13〜400倍的差动增益。

所以调整RPi可使整个电路的频率特性保持平坦。

TL592B的输岀端4, 5产生2.9V的同相电压,而失调电压的典型值为350mV,因此,兼作缓冲器的电平移动电路(VT1和VD1)时也是2.9V压降。

VT2为有源负载电路,恒流偏置值由稳压管稳定电压与射极电阻R6决定,即1= (V Z2-V BE)/R6=13mAo输岀电阻R7决左输出阻抗,按照不同需要选用英阻值,最好还是按抑制VT1的最大集电极电流来确左。

TL592B的输入偏置电流比通用运放大,典型值为9uA,若输入端采用交流耦合,就会产生失调电压,应并联小电阻。

8.宽带ALC放大器电路图8采用TL026等构成的宽带ALC放大器电路,这是一种把输入电平的变动稳泄保持在某一电平上的电路。

例如,在产生低频到几十兆赫兹的信号发生器中,由于输出电平的频率特性不平坦,为此增设本电路,可自动控制振幅保持恒立。

另外,为降低输出阻抗,增设缓冲器电路。

图8电路中,外部电压改变增益的宽带采用TL026集成芯片,它具有20dB的压缩特性。

输入电路中接人的电阻R()用于降低输入电平(输入电平为-26〜-6dB以上)。

TL026驱动50 Q以上负载时,不能获得较大输出振幅,因此,增设晶体管构成的缓冲器电路,使其减轻负载。

VD| 和VD2 2SS97. VD3和VD4 LS1588. VT4 2SA733图8宽带ALC放大器电路TL026为差动输岀,若其负载电阻不相等,则频率特性要改变,为此在5脚接人电容C2和电阻R4。

2, 7脚的电位差可对增益进行控制。

运放A2用于直流电平稳左。

用二极管VD1对输出电压进行整流,其直流电压与基准电压(R H上电压)进行比较。

接入的二极管VD2 是为了补偿VD1的温度特性。

运放A2工作于比较器状态,输出电平增加时,来自VDi的电流变大,则A2对其积分输岀负电压并加到A3的反相输入端,使2脚对A2的7脚电位增加,促使增益降低。

9.宽带对数放大器电路图9采用TL441构成的宽带对数放大器电路,获得80dB的对数压缩特性,每十进位(10 倍的变化)获得0.1V输岀,把-80〜+10dB范用的电平变化压缩为0〜0.5匕该电路可用于通信、计测等装置的IF放大器及宽量程电平显示器中。

TU41的内部电路如图10所示,内有4个差动放大器,每个差动放大器放大30dB,总共120dB 范用,从实用性考虑,约80dB的压缩比较好。

根据差动放大器的输入/输出特性,1个对数放大器不能获得直线性,故采用8个对数放大器。

所以,每个对数放大器平均压缩15dB.为了处理微弱电平到+10dB高电平信号,B输入单元需要接入前置放大器。

低电平时,宽带运放All,和A22工作,Bl, B2, Al, A2依次饱和,可适应80dB范由的信号处理。

A2输入虽接有R5(15kQ )电阻,但TL441的输入阻抗为500Q,约得1 / 31(约・30dB)的分压,该级可处理最高输入电平信号。

图10 TL441内部等效电路图运放All 和A22的增益恰好需要30dB,反馈电阻R2为:R2 =R1 (A-l)=3.06kQ ,故 采用3kQ 的半微调电位器,为了提髙压缩精度•也可釆用2.7kQ+500Q 半微调电位器“TL441 有输出Y 与Y (反相)及Z 与Z (反相)二组。

合成[(Y + Z),(V + Z)])后分别加到A33的同相输入端与反相输入端进行加法运算。

另外,输岀端总有输岀接近+Vcc 的同相电压, 因此,需要接人差动输入电平移动电路。

图11是压缩动态范国宽信号的高频对数放大器。

频率范用4MHz,输入电平-14dB,线 性度士 ldB,动态范[f] 40Dbe TL592是宽带可变增益视频放大器。

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