增益帶寬可調(diào)放大器學(xué)位論文 .doc

《增益帶寬可調(diào)放大器學(xué)位論文 .doc》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、增益帶寬可調(diào)放大器摘要：本系統(tǒng)是由前級穩(wěn)定放大電路，程控增益放大電路，程控的低通濾波器，功率放大電路，峰峰值顯示和檢測模塊組成。前級穩(wěn)定放大電路，由低噪聲，單位增益穩(wěn)定的OPA637實(shí)現(xiàn)。程控增益放大電路則是用VCA810，通過提供偏置電壓來改變放大的倍數(shù)。程控低通濾波則是以控制Max5160來改變電阻值實(shí)現(xiàn)對兩階的巴特沃斯低通濾波器截止頻率的調(diào)整，。功率放大電路則是用THs3091。峰峰值顯示和檢測，通過有效值采集芯片AD637，使系統(tǒng)輸入為正弦波時，輸出電壓的峰峰值和有效值的數(shù)字顯示功能。關(guān)鍵字：可變增益放大器，程控濾波器，THS3091，AD637pg.22目錄一、系統(tǒng)

2、方案設(shè)計31.系統(tǒng)總體構(gòu)成（設(shè)計框圖）32.方案比較3（1）緩沖放大部分3（2）壓控增益電路4（3）程控濾波電路4（4）功率放大模塊4（5）有效值采集模塊5二.數(shù)據(jù)分析51.增益帶寬積52.增益分配分析53.通頻帶內(nèi)增益起伏控制54.抑制零點(diǎn)漂移65.放大電路穩(wěn)定6三.電路設(shè)計61.緩沖放大部分62.可控增益程控放大73.程控濾波電路74.功率放大模塊85.有效值檢測電路9三.測試方法與數(shù)據(jù)101.測試儀器102.測量方案與數(shù)據(jù)10(一)可控電壓增益≥40dB測量及峰峰值的檢測10（二）濾波器上限截止頻率的檢測11（三）超上限后增益衰減測量12（四）輸出最大不失真峰峰值電壓1

3、23.結(jié)果分析12五.參考文獻(xiàn)13六.附件13pg.22一、系統(tǒng)方案設(shè)計1.系統(tǒng)總體構(gòu)成（設(shè)計框圖）信號經(jīng)過緩沖放大區(qū)，實(shí)現(xiàn)10倍的穩(wěn)定放大，然后經(jīng)過用單片機(jī)控制的壓控增益電路和截止頻率可控的濾波電路。為了驅(qū)動50歐姆的負(fù)載電阻，使信號再通過一個功率放大電路，然后接上負(fù)載電阻。經(jīng)過有效值檢測電路，將所測輸出電壓有效值，所控制的放大倍數(shù)以及所處的截止頻率值，顯示在LCD屏幕上。電源緩沖放大壓控增益電路濾波電路功率放大有效值檢測430單片機(jī)2.方案比較（1）緩沖放大部分方案一：由三極管等分立元件組成的放大電路實(shí)現(xiàn)電壓跟隨,本方案由于主要采用分立元件電路比較復(fù)雜,難于調(diào)試,尤其增益

4、的定量調(diào)節(jié)不易實(shí)現(xiàn)。pg.22方案二：輸入緩沖放大部分采用運(yùn)算放大器OPA670，其增益寬帶積為500MHz，可以實(shí)現(xiàn)輸入信號10倍的增益放大。因而選擇方案二。（2）壓控增益電路方案一：使用Max5160數(shù)字電位器和opa820，構(gòu)成一個反饋?zhàn)柚悼煽氐姆糯箅娐?。Opa820的增益帶寬積為480MHz，可以滿足放大電路增益到100倍時，3MHz頻率信號的通過。方案二：VCA810是一個寬帶、連續(xù)變化、電壓控制增益放大器。增益線性范圍為-40dB到+40dB在dB/V。零差分輸入電壓提供了一個帶有小的直流偏移誤差0V輸出。低輸入噪聲電壓，確保在最高增益設(shè)置好輸出信噪比。因而使用方

5、案二，采用VCA810作為壓控增益，，電路簡單。（3）程控濾波電路方案一：采用RC濾波電路，Max5160數(shù)字電位器，改變R阻值，但RC濾波衰減很大；方案二：利用高速寬帶運(yùn)放OPA690設(shè)計二階巴特沃思濾波器，其通頻帶內(nèi)的頻率響應(yīng)曲線最大限度平坦，沒有起伏，而在阻頻帶則逐漸下降為零。通過Max5160來改變?yōu)V波電路的電阻參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)控制截止頻率。因而采用方案二（4）功率放大模塊方案一：采用THS3001，可達(dá)增益要求，但其增益不可調(diào)。方案二:THS3091是一種高電壓，低失真，低噪聲的放大器，寬帶：210兆赫（G=2時，基因Rl=100Ω），其性能高，精度高，性能好，能夠?qū)崿F(xiàn)

6、很好的放大。pg.22（5）有效值采集模塊方案一：采用AD736，其轉(zhuǎn)換精度為（mv±%RD)為0.5±0.5（max），低成本級的AD736的精度與8位A/D轉(zhuǎn)換的精度相同,高等級和AD736的精度高于8位A/D的轉(zhuǎn)換精度,且它的3dB帶寬為0.4MHz，它的性能都不及AD637。方案二：AD637是當(dāng)前國際上轉(zhuǎn)換精度最高及頻帶最寬的真有效值轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)它的3dB帶寬為8MHz，在電源為正負(fù)5V供電情況下，當(dāng)輸入信號的頻率不大于2MHz時，其輸入信號的電壓有效值在0.7V～4V范圍內(nèi)能保證測量誤差。。經(jīng)論證，選擇AD637。二.數(shù)據(jù)分析1.增益帶寬積帶寬增益積(GBP)是用來

7、簡單衡量放大器性能的一個參數(shù)，這個參數(shù)表示增益和帶寬的乘積。按照放大器的定義，這個乘積是一定的。按照題目發(fā)揮部分的要求，信號的通頻帶為20Hz～5MHz，最大電壓增益AV>40dB,則增益帶寬積為：5M×10^（40/20）>500MHz,又輸出最小不失真峰峰值10V,我們采用分級放大的方式，使放大器整體增益超過40dB.盡量滿足達(dá)到最小峰值的發(fā)揮要求。2.增益分配分析由于考慮到增益越大，頻帶寬度窄，整個結(jié)構(gòu)的增益設(shè)計，經(jīng)過前級的緩沖放大區(qū)放大10倍（20dB），VCA810可以實(shí)現(xiàn)-40dB-+40d