寬帶直流放大器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)原創(chuàng)論(存儲(chǔ)版)
【正文】 20 增益誤差 /dB + + + + + + + + 表 3 增益誤差測(cè)試數(shù)據(jù)表 測(cè)試結(jié)果分析 經(jīng)過測(cè)試，放大器指標(biāo)可達(dá) 60dB，帶寬可到 10MHz,基本上完成了發(fā)揮部分的要求。輸入加 100kHz正弦波，調(diào)整輸入電壓和增益測(cè)得不失真最大輸出電壓有效值大于 10 V，達(dá)到題目要求。其主要流程如圖 6所示。 VDD 和 VSS 應(yīng)盡可能擴(kuò)大面積，以防止因電磁能量較強(qiáng)而產(chǎn)生電磁干擾能量的發(fā)射，這也是保證高頻信號(hào)到地之間具有低阻抗的措施。 電源抗干擾措施 80C51 4 4 鍵盤 A/D 轉(zhuǎn)換器 AD7823 128 64 液晶顯示屏 D/A轉(zhuǎn)換器 DA7571 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 看門狗 MAX813 6 控制設(shè)備中很多干擾都來自電源系統(tǒng)。 峰值檢波電路 為了 精確 測(cè)量并顯示輸出信號(hào)的有效值 ,須加入峰值檢波電路 ,最簡(jiǎn)單的峰值檢波電路僅僅由一個(gè)二級(jí)管和一個(gè)電容就可組成 ,但是為了提高精確度 ,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中采用了由運(yùn)放 OP37 所構(gòu)成的峰值檢波電路 ,如圖 4所示 .圖中 ,A1組成一線性半波整流電路 ,A2組成一加法電路 ,兩者構(gòu)成一線性全波整流電路 ,后端接上一電容后就實(shí)現(xiàn)了峰值檢波的目的 .此電路穩(wěn)定性較好 ,達(dá)到了峰值檢波的要求 . OPA842 VCA810 THS3001 5 圖 4 單片機(jī)，鍵盤， LCD， A/D， D/A 單片機(jī)控制部分 （ 80C51） ，是整個(gè)系統(tǒng)控制部分 （ AGC） 運(yùn)行的核心器件，一方面它要讀取鍵盤的取值，進(jìn)行模式的選擇，同時(shí)將放大增益和放大的實(shí)際結(jié)果輸出在 LCD液晶顯示屏上，另一方面，它根據(jù) AD轉(zhuǎn)換過來的數(shù)字值與預(yù)定值進(jìn)行比較，來增大或縮小控制電壓 VC，以反饋的形式微調(diào) VCA810的放大增益。這個(gè)濾波器是由 RC 電路結(jié)合 OPA300 運(yùn)算放 大器形成的有源 RC 濾波器。 增益計(jì)算 選用 TI公司的 VCA810作為壓控增益的主要部分，其增益與電壓的關(guān)系為 ( ) 40 ( 1)CG dB V dB? ? ? ? 其中 02CVV? ?? ,當(dāng) 0CV? 時(shí)， ( ) 40G dB dB?? ,當(dāng) 2CV ?? 時(shí)， ( ) 40G dB dB? 。 液晶顯示屏（ LCD）具有輕薄短小、低耗電量、無輻射危險(xiǎn)，平面直角顯示以及影像穩(wěn)定不閃爍等優(yōu)勢(shì)，而且 顯示信息豐富、擁有較好的人機(jī)界面和強(qiáng)大的顯示功能 ，通過它可以顯示控制方式 選擇 及顯示輸出效果 。但是考慮到成本的問題和系統(tǒng)控制模塊的簡(jiǎn)單化，我們放棄了這一方案。但若要全部采用晶體管實(shí)現(xiàn)題目要求，有一定困難，首先高頻晶體管配對(duì)困難，不易購(gòu)買；其次，理論計(jì)算往往與實(shí)際電路有一定差距，工作點(diǎn)不容易調(diào)整；而且，晶體管參數(shù)易受環(huán)境 影響， 波動(dòng)較大， 影響系統(tǒng)總體性能。DC。 輸出的結(jié)果準(zhǔn)確的顯示在 LCD 上， 整個(gè)系統(tǒng) 輸 出 穩(wěn)定 ，數(shù)控簡(jiǎn)單可靠。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 如圖 1所示。采用 TI公司的三種高速運(yùn)算放大器 OPA84VCA810和 THS3001構(gòu)成直接程控放大器。故我們采用了這一方案。 系統(tǒng)分析與理論計(jì)算 帶寬增益積 帶寬增益積（ GBP）的公式如下： | ( ) |G BP a jf f?? ()ajf 是頻率的函數(shù)。 通頻帶內(nèi)增益起伏控制 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)頻帶內(nèi)增益起伏的控制，需要使用數(shù)字 AGC來實(shí)現(xiàn)。 圖 3 信號(hào)放大電路 緩沖 隔離電路 （芯片 OPA842） 功能說明： 待 放大的輸入電壓里面含有噪聲和其他干擾因素，必須經(jīng)過隔離濾波以后才能輸送到下一級(jí)放大電路進(jìn)行有效的放大， 此處由芯片 OPA842及其 輔助電路構(gòu)成運(yùn)算 放大電路 電路， 提高了輸入阻抗，對(duì)小信號(hào)進(jìn)行放大，并 完
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