基于ad603程控寬帶放大器的設(shè)計(已修改)
2025-06-23 13:38 本頁面
【正文】 武漢理工大學《專業(yè)課程設(shè)計》課程設(shè)計說明書 摘 要 本設(shè)計是采用 AD603 可控增益放大器芯片設(shè)計的一款高增益，高寬帶直流放大器，采用兩級級聯(lián)放大電路了，提高了放大增益，擴展了通頻帶寬，而且具有良好的抗噪聲系數(shù)，采用 AT89S52 芯片控制數(shù)模轉(zhuǎn)換 (DAC0832 芯片 )進行程控放大控制，在 0— 20MHz 頻帶內(nèi)，放大倍數(shù)在 040dB 之間進行調(diào)節(jié)，增益起伏為 1dB。系統(tǒng)具有鍵盤輸入預(yù)置，增益可調(diào)和液晶顯示，具有很強的實際應(yīng)用能力。 關(guān)鍵詞： AD603,AT89S52,DAC0832，程控放大器，高增益放大器 武漢理工大學《專業(yè)課程設(shè)計》課程設(shè)計說明書 1 方案論證及比較 總體方案框圖 本系統(tǒng) 原理方框圖如圖 1所示。本系統(tǒng)由前置放大器、中間放大器、末級功率放大器、控制器、鍵盤及穩(wěn)壓電源等組成。其中前置放大器、中間放大器、末級功率放大器構(gòu)成了信號通道。 圖 1 系統(tǒng)原理框圖 增益控制部分 方案一 原理框圖如圖 2所示 ， 場效應(yīng)管工作在可變電阻區(qū)，輸出信號取自電阻與場效應(yīng)管與對 V’的分壓。采用場效應(yīng)管作 AGC 控制可以達到很高的頻率和很低的噪聲，但溫度、電源等的漂移將會引起分壓比的變化，用這種方案很難實現(xiàn)增益的精確控制和長時間穩(wěn)定。 圖 2 場效應(yīng)管放大器電路圖 方案二 采用可編程放大器的思想，將輸入的交流信號作為高速 D/A 的基準電壓，這時的 D/A 作為一個程控衰減器。理論上講，只要 D/A 的速度夠快、精度夠高就可以實現(xiàn)很寬范圍的精密增益調(diào)節(jié)。但是控制的數(shù)字量和最后的增益 (dB)不成線性關(guān)系而是成指數(shù)關(guān)前置放大器 中間放大器 末級放大器 鍵盤 51 單片機控制器 Ui Uo 穩(wěn)壓源 220V 50HZ 武漢理工大學《專業(yè)課程設(shè)計》課程設(shè)計說明書 2 系，造成增益調(diào)節(jié)不均勻，精度下降。 方案三 使用控制電壓與增益成線性關(guān)系的可編程增益放大器 PGA，用控制電壓和增益（ dB）成線性關(guān)系的可變增益放大器來實現(xiàn)增益控制（如圖 3）。根據(jù)題目對放大電路的增益可控的要求 ,考慮直接選取可調(diào)增益的運放實現(xiàn) ,如 AD603。其內(nèi)部由 R2R梯形電 阻網(wǎng)絡(luò)和固定增益放大器構(gòu)成 ,加在其梯型網(wǎng)絡(luò)輸入端的信號經(jīng)衰減后 ,由固定增益放大器輸出 ,衰減量是由加在增益控制接口的參考電壓決定 。而這個參考電壓可通過單片機進行運算并控制 D/A 芯片輸出控制電壓得來 ,從而實現(xiàn)較精確的數(shù)控。此外 AD603 能提供由直流到 30MHz 以上的工作帶寬 ,單級實際工作時可提供超過 20dB 的增益 ,兩級級聯(lián)后即可得到 40dB 以上的增益 ,通過后級放大器放大輸出 ,在高頻時也可提供超過 60dB 的增益。這種方法的優(yōu)點是電路集成度高、條理較清晰、控制方便、易于數(shù)字化用單片機處理。 圖 3 可 變 增益的運放 放大器電路圖 綜上所述，選用方案 三 ，采用集成可變增益放大器 AD603 作增益控制。 AD603 是一款低噪聲、精密控制的可變增益放大器，溫度穩(wěn)定性高，最大增益誤差為 ，滿足題目要求的精度，其增益（ dB）與控制電壓（ V）成線性關(guān)系，因此可以很方便地使用 D/A 輸出電壓控制放大器的增益。 功率輸出部分（末級功率放大器） 兩片 AD603 級聯(lián)構(gòu)成放大器，可對不同的大小的輸入信號進行前級放大。由于 AD603的最大輸出電壓較小，所以需要前級放大信號需經(jīng)過后級放大達到較高的輸出有效值。 方案 一 ： 使用集成電路芯片。使用集成電路芯片電路簡單、使用方便、性能穩(wěn)定、有詳細的文檔說明。可是題目要求輸出 3V 以上有效值 ,而在電子市場很難買到這樣的芯片 ,武漢理工大學《專業(yè)課程設(shè)計》課程設(shè)計說明書 3 而我們買到的如 AD811,HA2539 等芯片 ,雖然輸出電壓幅度能滿足要求 ,但是很容易發(fā)生工作不穩(wěn)定的情況。 方案二 ： 使用分立元件自行搭建后級放大器。使用分立元件設(shè)計困難 ,調(diào)試繁瑣 ,可是卻可以經(jīng)過計算得到最合適的輸入輸出阻抗、放大倍數(shù)等參數(shù) ,電阻電容可根據(jù)需要更換 ,在此時看來較集成電路靈活。
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