電子競(jìng)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(diǎn)主要有： 帶寬、增益 （高增益、可調(diào)、帶內(nèi)波動(dòng)）、 動(dòng)態(tài)范圍 （增益分配）、 阻抗匹配、降低噪聲、測(cè)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(nèi)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(nèi)增益波動(dòng) (09年和 13年放大器均要求了帶內(nèi)增益波動(dòng) ≤ 1dB)，增益分配（動(dòng)態(tài)范圍），噪聲抑制和功率驅(qū)動(dòng)。 當(dāng)選擇設(shè)計(jì)放大器為訓(xùn)練主攻方向時(shí)，則需要進(jìn)行專項(xiàng)的訓(xùn)練。 概 述 Tianjin University 6 該類競(jìng)賽題目的特點(diǎn)： 題目涵蓋了電子信息各類學(xué)生必需掌握的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)專業(yè)知識(shí)要求相對(duì)較低。所以，以放大器為載體構(gòu)成的電子競(jìng)賽題，適用的專業(yè)、年級(jí)范圍寬泛，容易構(gòu)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(dāng)”的賽題； 放大器是指標(biāo)型的題目，參數(shù)要求靈活，實(shí)現(xiàn)方法多樣。特別是要在寬帶、高增益（可調(diào)）、高輸出電壓（或有輸出功率要求）、阻抗匹配、失真、帶內(nèi)增益起伏、矩形系數(shù)等指標(biāo)提高上下功夫。 3. 良好的制作工藝。 Av在 0～ 20dB范圍內(nèi)可調(diào)。該項(xiàng)目要求在 Av ≥60dB （或可達(dá)到的最高電壓增益點(diǎn)），最大輸出正弦波電壓有效值 Uo ≥1V ，輸出信號(hào)波形無明顯失真條件下測(cè)試。 帶寬指標(biāo)主要通過選擇新型高性能的運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)，如 OPA84 OPA690、 THS309 OPA2694 、 AD8321 高增益均采用多級(jí)放大器實(shí)現(xiàn)，典型的設(shè)計(jì)方案是采用 3級(jí)放大器，也有采用 4級(jí)放大的方案。主要原因是一些隊(duì)為了降低噪聲，將第一級(jí)的增益設(shè)置過高且不可調(diào)。 測(cè)量方法。該方案采用大量分立元件，電路復(fù)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(shè)計(jì)舉例 Tianjin University 27 輸出級(jí)電路設(shè)計(jì) 方案一：使用雙極型三級(jí)管組成互補(bǔ)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(fù)載能力。 （ 4）數(shù)字電路部分和模擬電路部分的電源嚴(yán)格分開，同時(shí)數(shù)字地和模擬地電源地一點(diǎn)相連。 四、作品設(shè)計(jì)舉例 Tianjin University 30 寬帶放大器設(shè)計(jì) AD8321為高頻段放大器，含 SPI總線接口，其帶寬235MHz，增益可調(diào)，其最大增益為 24dB。理論上三級(jí)級(jí)聯(lián)后增益可達(dá) 72dB。 前級(jí)電壓增益放大電路 采用 OPA657，其增益帶寬積高達(dá) ,并且其輸入失調(diào)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(jìng)賽對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)是多方面的，不僅可有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力；還能理論分析與系統(tǒng)設(shè)計(jì)相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生將之前學(xué)習(xí)的知識(shí)串起來，形成系統(tǒng)的概念。 后級(jí)電壓增益放大電路 作為末級(jí)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(shù)過大而自激，引入干擾。 其他設(shè)計(jì)舉例 方案 2 Tianjin University 34 直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 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(yùn)算放大器，如 THS3091等。 方案二：通過單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算并控制 D/A芯片輸出來給提供控制電壓，從
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