寬帶放大器設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 可達(dá)到 25MHz的寬帶。 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 一、輸入緩沖和增益控制部分 增益和控制電壓的關(guān)系為 AG(dB)=40 Ug+10，一級(jí)的控制范圍只有 40dB，使用兩級(jí)串聯(lián)，增益為 20～ 60dB，滿足題目要求。級(jí)間耦合采用電解電容并聯(lián)高頻瓷片電容的方法，兼顧高頻和低頻信號(hào)。OPA642電壓峰 —峰值不超過(guò)其極限值 (2V)。 由于 AD637的輸入電阻只有 100?，必須加入輸入緩沖部分用以提高輸入阻抗；另外前級(jí)電路對(duì)整個(gè)電路的噪聲影響非常大，必須盡量減小噪聲。 方案比較： 方案三硬件易實(shí)現(xiàn)，并且 8MHz以下測(cè)得的有效值的精度可以保證，故選擇方案三。這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)任意波形的有效值測(cè)量。 五、測(cè)量有效值部分 ???n1i2iUN1U 方案二： 對(duì)信號(hào)進(jìn)行精密整流并積分，得到正弦電壓的平均值，再進(jìn)行 ADC采樣，利用平均值和有效值之間的簡(jiǎn)單換算關(guān)系，計(jì)算出有效值并顯示。 方案論證及比較 三、自動(dòng)增益控制部分 方案比較： 因?yàn)檩敵鲭妷河行е狄鬁y(cè)量，輸入電壓有效值不要求測(cè)量，若采用方案二會(huì)增加一些硬件工作量，故選擇方案一。如果 Ui的值能實(shí)時(shí)測(cè)出，即時(shí)地控制電壓值 Ug可以立即算出。 三、自動(dòng)增益控制部分 ???????? ?????????? ?? 2U5lg412UUlg41Uiiog此時(shí)，由單片機(jī)控制輸入一個(gè)新的控制電壓 Ug給增益可控AD603，便在輸出端得到一個(gè)穩(wěn)定的電壓值 5V。于是可以算得 Ui當(dāng)時(shí)值，即 Ui=Uo /10(2+4Ug)。其二級(jí)電壓放大增益按下式計(jì)算 Au=80Ug+20(dB) 當(dāng) Ug在 ~+， Au的變化范圍為一 20～ 60dB，完全可以滿足題目關(guān)于增益的要求。 AD603內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖如圖所示。此外 AD603能提供由直流到 30MHz以上的工作帶寬，單級(jí)實(shí)際工作時(shí)可提供超過(guò) 20dB的增益，兩級(jí)級(jí)聯(lián)后即可得到 40dB以上的增益，通過(guò)后級(jí)放大器放大輸出，在高頻時(shí)也可提供超過(guò) 60dB的增益。 二、增益控制部分 方案二：采用 D／ A集成芯片的方法 但 AD7520對(duì)輸入?yún)⒖茧妷?Uref有一定幅度要求，為使輸入信號(hào)在毫伏與伏之間每一數(shù)量級(jí)都有較精確的增益，最好使信號(hào)在到達(dá) AD7520前經(jīng)過(guò)一適當(dāng)?shù)姆确糯笳{(diào)整，通過(guò) AD7520衰減后進(jìn)行相應(yīng)的后級(jí)放大，并使前后級(jí)增益積為 1024，與 AD7520的衰減分母抵消，即可實(shí)現(xiàn)程控放大。該方案采用兩級(jí)控制比較麻煩。其主要技術(shù)指標(biāo)分配見下表。 最大增益 ≥58dB，增益調(diào)節(jié)范圍 10～ 58dB，步進(jìn)間隔 6dB，誤差 ≤2dB，需要顯示預(yù)置值 (發(fā)揮部分 )。 題目要求 四、說(shuō)明 (4) 發(fā)揮部分第 (3)項(xiàng)中涉及到的 AGC功能的放大器的折線化傳輸特性示意圖如圖所示。 (2)發(fā)揮部分第 (4)項(xiàng)的測(cè)試條件為：輸入交流短路，增益為 58dB。 (5)進(jìn)一步擴(kuò)展頻帶、提高增益、提高輸出電壓幅度、擴(kuò)大AGC范圍、減小增益調(diào)節(jié)步進(jìn)間隔。 題目要求 二、要求 2．發(fā)揮部分 (1)最大輸出電壓有效值 ≥6V。 (2)3dB通頻帶 10kHz～ 6MHz，在 20kHz～ 5MHz頻帶內(nèi)，增益起伏 ≤1dB。 二、要求 1．基本要求 (1)輸入阻抗 ≥1k?；單端輸入，單端輸出；放大器負(fù)載電阻600 ? 。 (5)自制放大器所需的穩(wěn)壓電源。 (4)輸出噪聲電壓峰一峰值 Vpp≤。 四、說(shuō)明 (1)基本要求部分第 (3)項(xiàng)和發(fā)揮部分第 (2)項(xiàng)的增益步進(jìn)級(jí)數(shù)對(duì)照表見下表。要求輸出電壓有效值穩(wěn)定在 4． 5V≤Uo≤5． 5V范圍內(nèi)，即 UOL≥4． 5V、 UOH≤5． 5V。 題目分析 (4)增益、增益控制范圍、步進(jìn)及誤差： 最大增益 ≥40dB，增益調(diào)節(jié)范圍 10～ 40dB，步進(jìn)間隔 6dB，誤差 ≤2dB，需要顯示預(yù)置值 (基本要求 )。 方案論證及比較 一、總體方框圖及指標(biāo)分配 其中前置放大器、中
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