電子競賽講座放大器(完整版)
【正文】 伏 ≤ 1 d B 3 d Bf （ M H z ）f L1 M H z 1 5 ( 8 0 ) M H zTianjin University 18 該題目的考點主要有： 帶寬、增益 （高增益、可調、帶內波動）、 動態(tài)范圍 （增益分配）、 阻抗匹配、降低噪聲、測量方法。 （ 3）放大器 BW3dB的下限頻率 fL ≤ ，上限頻率 fH≥100MHz ，并要求在 1MHz～ 80MHz頻帶內增益起伏≤ 1dB。 二、要求 1．基本要求 （ 1）電壓增益 Av ≥20dB ，輸入電壓有效值 Ui ≤20mV 。包括帶內增益波動 (09年和 13年放大器均要求了帶內增益波動 ≤ 1dB)，增益分配（動態(tài)范圍），噪聲抑制和功率驅動。 當選擇設計放大器為訓練主攻方向時，則需要進行專項的訓練。 概 述 Tianjin University 6 該類競賽題目的特點： 題目涵蓋了電子信息各類學生必需掌握的專業(yè)基礎知識，對專業(yè)知識要求相對較低。所以，以放大器為載體構成的電子競賽題，適用的專業(yè)、年級范圍寬泛，容易構成“基本要求部分上手容易，發(fā)揮要求部分制作難度有梯度，整體工作量適當”的賽題； 放大器是指標型的題目，參數要求靈活，實現方法多樣。特別是要在寬帶、高增益（可調）、高輸出電壓（或有輸出功率要求）、阻抗匹配、失真、帶內增益起伏、矩形系數等指標提高上下功夫。 3. 良好的制作工藝。 Av在 0～ 20dB范圍內可調。該項目要求在 Av ≥60dB （或可達到的最高電壓增益點），最大輸出正弦波電壓有效值 Uo ≥1V ，輸出信號波形無明顯失真條件下測試。 帶寬指標主要通過選擇新型高性能的運算放大器實現，如 OPA84 OPA690、 THS309 OPA2694 、 AD8321 高增益均采用多級放大器實現，典型的設計方案是采用 3級放大器，也有采用 4級放大的方案。主要原因是一些隊為了降低噪聲，將第一級的增益設置過高且不可調。 測量方法。該方案采用大量分立元件，電路復雜，穩(wěn)定性差。改變可變電位器的分壓即可控制增益的變化。 四、作品設計舉例 Tianjin University 27 輸出級電路設計 方案一：使用雙極型三級管組成互補乙類推挽功率放大器，單倍增益跟隨，增大輸出電流，提高帶負載能力。 （ 4）數字電路部分和模擬電路部分的電源嚴格分開，同時數字地和模擬地電源地一點相連。 四、作品設計舉例 Tianjin University 30 寬帶放大器設計 AD8321為高頻段放大器，含 SPI總線接口，其帶寬235MHz，增益可調，其最大增益為 24dB。理論上三級級聯(lián)后增益可達 72dB。 前級電壓增益放大電路 采用 OPA657，其增益帶寬積高達 ,并且其輸入失調電流僅有 177。由于 AD8321輸出電壓具有足夠高的幅度以滿足Vo1V的要求，所以無需增加功率放大部分。因此競賽對學生的培養(yǎng)是多方面的，不僅可有效培養(yǎng)學生的實際動手能力和創(chuàng)新能力；還能理論分析與系統(tǒng)設計相結合，引導學生將之前學習的知識串起來，形成系統(tǒng)的概念。 后級電壓增益放大電路 作為末級放大電路，一方面需要滿足題目要求總電壓增益Av≥60dB ，另一方面為了避免放大倍數過大而自激，引入干擾。 其他設計舉例 方案 2 Tianjin University 34 直流穩(wěn)壓電源設計 本電源采用傳統(tǒng)方法比較簡單。理論上Gain=24+24+24=72dB。 2） 極間阻抗匹配。 方案二：使用壓擺率高、電流輸出能力較大的電流反饋運算放大器，如 THS3091等。 方案二：通過單片機進行運算并控制 D/A芯片輸出來給提供控制電壓，從
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