增益可調(diào)放大器的設(shè)計(jì)

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1、2010屆電子信息工程畢業(yè)設(shè)計(jì)增益可調(diào)放大器的設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)利用兩級(jí)可控增益放大器AD603芯片為設(shè)計(jì)核心，根據(jù)AD603的放大原理公式計(jì)算出實(shí)現(xiàn)指標(biāo)增益所需要的反饋電阻值，實(shí)現(xiàn)增益控制;同時(shí)使用了多種抗干擾措施以減少噪聲并抑制高頻自激，使得系統(tǒng)抗干擾能力加強(qiáng)，工作穩(wěn)定性達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。設(shè)計(jì)的可控增益放大器通過仿真調(diào)試，能夠滿足通頻帶10Hz～5MHz穩(wěn)定指標(biāo)的要求，實(shí)現(xiàn)增益在0～56dB的線性可調(diào)，增益誤差小于1.4dB，系統(tǒng)噪聲小于20mV。系統(tǒng)達(dá)到了寬頻帶、低噪聲、工作穩(wěn)定的設(shè)計(jì)目標(biāo)。關(guān)鍵詞AD603放大器增益控制通頻帶第一章緒論第19頁，共20頁2010屆

2、電子信息工程畢業(yè)設(shè)計(jì)1.1課題的背景及選題的意義近年來隨著計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的迅速普及，多媒體信息的高速傳輸呈現(xiàn)飛速增長的趨勢。放大器作為集成電路的一種的重要的組成部分是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。目前集成放大器的研究主要集中在多級(jí)運(yùn)放的補(bǔ)償、寬帶高速運(yùn)放、滿足專用放大器的特殊結(jié)構(gòu)和提高通用放大器指標(biāo)的方法等這幾個(gè)方向。但是可變增益放大器的研究國外開展較多，國內(nèi)目前已有少量關(guān)于可變增益放大器的研究，主要是基于CMOS工藝的可變增益放大器設(shè)計(jì)方法。寬帶放大器在光纖通信、電子戰(zhàn)設(shè)備及微波儀表等方面應(yīng)用越來越廣泛。這些系統(tǒng)一般要求放大器具有增益可調(diào)、寬頻帶、低噪聲、工作穩(wěn)定等特點(diǎn)。

3、可變增益放大器是一種通過改變電路某一參量對放大器增益進(jìn)行調(diào)節(jié)的放大器，廣泛應(yīng)用于無線通訊、醫(yī)療設(shè)備、助聽器、磁盤驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域。1.2放大器的分類（1）通用型集成運(yùn)算放大器　　通用型集成運(yùn)算放大器是指它的技術(shù)參數(shù)比較適中，可滿足大多數(shù)情況下的使用要求。通用型集成運(yùn)算放大器又分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，其中Ⅰ型屬低增益運(yùn)算放大器，Ⅱ型屬中增益運(yùn)算放大器，Ⅲ型為高增益運(yùn)算放大器。Ⅰ型和Ⅱ型基本上是早期的產(chǎn)品，其輸入失調(diào)電壓在2mV左右，開環(huán)增益一般大于80dB?！　。?）高精度集成運(yùn)算放大器　　高精度集成運(yùn)算放大器是指那些失調(diào)電壓小，溫度漂移非常小，以及增益、共模抑制比非常高

4、的運(yùn)算放大器。這類運(yùn)算放大器的噪聲也比較小。其中單片高精度集成運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓可小到幾微伏，溫度漂移小到幾十微伏每攝氏度?！　。?）高速型集成運(yùn)算放大器高速型集成運(yùn)算放大器的輸出電壓轉(zhuǎn)換速率很大，有的可達(dá)2～3Kv/μS。　?。?）高輸入阻抗集成運(yùn)算放大器　　高輸入阻抗集成運(yùn)算放大器的輸入阻抗十分大，輸入電流非常小。這類運(yùn)算放大器的輸入級(jí)往往采用MOS管?！　。?）低功耗集成運(yùn)算放大器　　低功耗集成運(yùn)算放大器工作時(shí)的電流非常小，電源電壓也很低，整個(gè)運(yùn)算放大器的功耗僅為幾十微瓦。這類集成運(yùn)算放大器多用于便攜式電子產(chǎn)品中?！　。?）寬頻帶集成運(yùn)算放大器　　寬頻帶

5、集成運(yùn)算放大器的頻帶很寬，其單位增益帶寬可達(dá)千兆赫茲以上，往往用于寬頻帶放大電路中。　?。?）高壓型集成運(yùn)算放大器　　一般集成運(yùn)算放大器的供電電壓在15V以下，而高壓型集成運(yùn)算放大器的供電電壓可達(dá)數(shù)十伏。　　(8)功率型集成運(yùn)算放大器功率型集成運(yùn)算放大器的輸出級(jí)，可向負(fù)載提供比較大的功率輸出。第19頁，共20頁2010屆電子信息工程畢業(yè)設(shè)計(jì)1.3寬帶放大器簡介寬帶放大器是音響、有線電視、無線通信等系統(tǒng)中必不可少的部分，現(xiàn)在對放大器的發(fā)展做一個(gè)簡要介紹。工作頻率上限與下限之比遠(yuǎn)大于1的放大電路。習(xí)慣上也常把相對頻帶寬度大于20％～30％的放大器列入此類。這類電路主

6、要用于對視頻信號(hào)、脈沖信號(hào)或射頻信號(hào)的放大。用于電視圖像信號(hào)放大的視頻放大器是一種典型的基帶型寬帶放大器，所放大的信號(hào)的頻率范圍可以從幾赫或幾十赫的低頻直到幾兆赫或幾十兆赫的高頻。這類放大器通常以電阻器為放大器的負(fù)載，以電容器作級(jí)間耦合。為了擴(kuò)展帶寬，除了使其增益較低以外，通常還需要采用高頻和低頻補(bǔ)償措施，以使放大器的增益-頻率特性曲線的平坦部分向兩端延展?？梢詺w入寬帶放大器的還有用于時(shí)分多路通信、示波器、數(shù)字電路等方面的基帶放大器或脈沖放大器。1.4寬頻放大器的主要性能指標(biāo)(1)通頻帶△f由定義知△f=fH-fL,通常下限頻率fL≈O,△f≈fHo,因此放大器

7、通頻帶的擴(kuò)展是設(shè)法增大上限頻率fH數(shù)值。(2)中頻電壓放大倍數(shù)KO:它的定義中頻段的輸出電壓UO與輸入電壓Ui之比。(3)增益與帶寬乘積KO△f存在矛盾，即增大△f就會(huì)減小KO,反之則反，所以要用兩者之積才能更全面地衡量放大器的質(zhì)量。KO△f越大，則寬頻放大器的性能就越好。(4)上升時(shí)間ts:它定義為脈沖幅度從10%上升至90%所需時(shí)間，放大器的高頻特性越好，則上升時(shí)間ts越校。(5)下降時(shí)間tf:它的定義為脈沖幅度從90%下降至10%所需時(shí)間。(6)上沖量δ：超過脈沖幅度的百分?jǐn)?shù)。(7)平頂下降量△：脈沖持續(xù)期內(nèi)，頂部下降的百分?jǐn)?shù)，放大器低頻特性越好，平頂下降

8、量越校。1.5本課題的設(shè)