寬帶放大器設計-資料下載頁
2025-08-11 09:29本頁面
【導讀】設計并制作一個寬帶放大器。；單端輸入，單端輸出；放大器負載電阻。最大增益≥40dB，增益調節(jié)范圍10～40dB(增益值6級可調，步進間隔6dB，增益預置值與實測值誤差的絕對值≤2dB)，最大輸出電壓有效值≥3V，數字顯示輸出正弦電壓有效值。自制放大器所需的穩(wěn)壓電源。輸出噪聲電壓峰一峰值Vp-p≤。AGC范圍、減小增益調節(jié)步進間隔。論文50分，完成基本要求制作部分50分，發(fā)揮部分50分。發(fā)揮部分第項的測試條件為：輸入交流短路，增益為58dB。寬帶放大器幅頻特性測試框圖如圖9．4．1所示。即UOL≥4．5V、UOH≤5．5V。起伏≤1dB；進一步展寬通頻帶。其主要技術指標分配見下表。中間放大器和末級功率放大器均采用電壓負反饋電路，該方案采用兩級控制比較麻煩。芯片AD7520的電阻網絡改變反饋電壓進而控制電路增益。的運放實現，如運放AD603。此外AD603能提供由直流到30MHz以上的工作帶寬，單。也可提供超過60dB的增益。高，條理較清晰，控制方便，易于數字化處理。能滿足題目要求，故選方案三。
【正文】 線包圍，除了信號走線、電源線外，其余部分均可以作為地線，形成大面積接地，這樣可吸收高頻信號減小噪聲。在增益控制部分和功放部分也可以采用此方法。 系統(tǒng)硬件設計 五、抗干擾措施 (4)數模隔離，數字部分和模擬部分除采用電源和地線隔離外，還要注意數電部分的脈沖信號通過空間感應至模擬部分。這就提示我們，數電部分和模擬部分要有一定的距離，甚至模擬部分要整個屏蔽起來。 (5)輸入級和增益控制部分要選擇噪聲低的元器件，例如電阻一律采用金屬膜電阻。避免內部噪聲過大。 (6)級間耦合在有條件的情況下最好采用直接耦合，如需電容耦合，必須采用電解電容與高頻瓷片電容并聯(lián)進行耦合，避免高頻增益下降。 (7)其他，建議同一級放大部分的地線與電源線接在同一點上，去耦電感和電容參數不要相同等。 系統(tǒng)軟件設計及流程圖 本系統(tǒng)單片機控制部分采用反饋控制方式，通過輸出電壓采樣來控制電壓增益。 系統(tǒng)調試和測試結果 1．測試方法 將各部分電路連接起來，先調整 0dB，使輸出信號幅度和輸入信號幅度相等。接上 600?的負載電阻進行整機測試。 2．測試結果 ①輸入阻抗。電路的設計保證輸入阻抗大于 ?電阻，滿足題目要求。 ②輸出電壓有效值測量。輸入加 100kHz正弦波，調節(jié)電壓和增益測得不失真最大輸出電壓有效值為 9． 30～ 9． 50V，達到題目大于 6V的要求。 ③輸出噪聲電壓測量。增益調到 58dB，將輸入端短路時輸出電壓峰 峰值為 300mV左右。滿足輸出噪聲電壓小于 求。 系統(tǒng)調試和測試結果 2．測試結果 ④頻率特性測量。增益設為 40dB檔，輸入端加 10mV正弦波，由于信號源不能保證不同頻段的 10mV正弦波幅度穩(wěn)定，因此每次測量前先調節(jié)信號源使得輸入信號保持在 10mV左右，再測量輸出信號。測試的數據繪成幅頻特性曲線如圖所示。 系統(tǒng)調試和測試結果 2．測試結果 ④頻率特性測量。 由曲線可以得到， 3dB通頻帶在低頻端達到了 1kHz，高頻端在 20MHz以上，由于信號源無法產生大于 20MHz的信號故無法測量，從 5MHz以上增益的趨勢來看最終通頻帶高頻端應大于20MHz，比較符合后級功率放大器的理論高頻截止頻率 25MHz。在 20kHz～ 5MHz頻帶內增益起伏 ≤。 系統(tǒng)調試和測試結果 2．測試結果 ⑤增益誤差測量。輸入端加有效值為 10mV，頻率為 1MHz的正弦信號，保持幅度穩(wěn)定，然后預設增益值測量輸出信號來計算增益誤差。測試的數據見下表。 由表中可以看出增益誤差在 ，頻率較高時，隨著輸出電壓的增大，增益有下降的趨勢，這是因為后級功放管工作狀態(tài)即將接近飽和，通過提高后級電源電壓可以使增益更加穩(wěn)定。 系統(tǒng)調試和測試結果 2．測試結果 ⑥自動增益控制 (AGC)測量。將放大器切換到 AGC模式，改變輸入信號電壓，觀察輸出信號并記錄輸出電壓。由于采用單片機控制增益， AGC范圍和增益控制范圍一致，理論上 AGC控制范圍為 0～ 80dB。設定 AGC輸出電壓范圍 4． 5V～ 5． 5V，把輸入信號調到 1MHz，把有效值從 1mV起往上調，測量輸出電壓有效值，記錄測試數據。 ⑦輸出電壓測量。通過數碼管顯示輸出電壓有效值，與實際測量值比較，誤差 ≤5％。 3．誤差分析 實驗測量的誤差主要來源是電磁干擾，由于實驗場地有許 多電腦和儀器使用開關電源，電磁噪聲很大，而且使用的同 軸電纜屏蔽效果不好，所以測量輸入端短路時的噪聲電壓時 隨輸入短接方式不同而有很大誤差。 系統(tǒng)調試和測試結果 4．測試性能總結 本設計是在全國大學生電子設計競賽優(yōu)秀論文的基礎上，經過賽前學生實驗，使測試結果全面達到設計要求，有許多技術指標超出要求。特別在 AGC計算上有獨特之處。 本設計偏重于模擬電路處理，得到了很高的增益和較小的噪聲。采用多種抗干擾措施來處理前級放大，選用集成芯片作增益控制，利用分立元件作后級功率放大，放棄了較難買到的寬帶功率運放，因而設計很靈活也很容易實現。 系統(tǒng)調試和測試結果
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