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1、宽带直流放大器【摘要】本设计由三个模块电路构成：前级放大电路、后级放大电路和单片机显示与控制模块。在前级放大电路中，用宽带运算放大器AD811两级级联放大输入信号，输出放大一定倍数的电压，经过后级放大电路达到大于8V的有效值输出。本设计采用高级压控增益器件，进行合理的级联和阻抗匹配，加入后级负反馈互补输出级，全面提高了增益带宽积和输出电压幅度。其间采用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激。整个系统通频带为0Hz～5MHz，最小增益0dB，最大增益60dB。【关键词】:压控直流放大器GWB 降噪稳定性增益
2、【Abstract】:Thisdesignconsistsofthreemodulescircuits:preampcircuit,thelatterstageamplifiercircuitandmicroprocessordisplayandcontrolmodule.Thefirststageamplificationcircuitonbroadbandop-ampAD8112cascadeinputsignal,acertainmultipleofthevoltageoutputamplificat
3、ion,afterapost-stageamplifiercircuittoachievegreaterthan8VtheRMSoutput.Thisdesignusesahigh-levelvoltagecontrolledgaindevice,reasonablecascadeandimpedancematching,anegativefeedbackaftertheentry-levelcomplementaryoutputstage,andcomprehensivelyimprovethegain-
4、bandwidthproductandtheoutputvoltageswing.Themeantime,usingavarietyofanti-jammingmeasurestoreducenoiseandsuppresshigh-frequencyself-excited.Passbandfortheentiresystem0Hz~5MHz,thesmallestgainof0dB,maximumgainof60dB.【Keywords】DCVoltage-ControlledAmplifierGWBN
5、oiseStabilitygain方案论证与比较1.可控增益放大器部分方案一简单的放大电路可以由三极管搭接的放大电路实现,图1为分立元件放大器电路图。为了满足增益60dB的要求,可以采用多级放大电路实现。对电路输出用二极管检波产生反馈电压调节前级电路实现自动增益的调节。本方案由于大量采用分立元件,如三极管等,电路比较复杂,工作点难于调整,尤其增益的定量调节非常困难。此外,由于采用多级放大,电路稳定性差,容易产生自激现象。方案二为了易于实现最大60dB增益的调节,可以采用D/A芯片AD7520的电阻权网络改变
6、反馈电压进而控制电路增益。又考虑到AD7520是一种廉价型的10位D/A转换芯片,其输出Vout=Dn×Vref/210,其中Dn为10位数字量输入的二进制值,可满足210=1024挡增益调节,满足题目的精度要求。它由CMOS电流开关和梯形电阻网络构成,具有结构简单、精确度高、体积小、控制方便、外围布线简化等特点,故可以采用AD7520来实现信号的程控衰减。但由于AD7520对输入参考电压Vref有一定幅度要求,为使输入信号在mV～V每一数量级都有较精确的增益,最好使信号在到达AD7520前经过一个适应性的
7、幅度放大调整,再通过AD7520衰减后进行相应的后级放大,并使前后级增益积为1024,与AD7520的衰减分母抵消,即可实现程控放大。但AD7520对输入范围有要求,具体实现起来比较复杂,而且转化非线性误差大,带宽只有几kHz,不能满足频带要求。方案三根据题目对放大电路的增益可控的要求,考虑直接选取可调增益的运放实现,如运放AD811。使用高速单运放AD811完成放大，AD811为电流反馈型宽带运放，其带宽增益积为140MHz，±15V供电，增益为+10的情况下，-3dB带宽达100MHz,非常适合本系统的
8、宽带放大要求，有±12V的输出摆幅，且输出电流最大可达100mA，完全可满足峰峰值要求，外围电路也很简单，避免了采用三极管放大电路容易出现调试困难的情况，为防止自激实际中采用反相3倍电压放大，不影响指标，可靠性大大提高。此外AD811能提供由直流到100MHz以上的工作带宽,单级实际工作时可提供超过40dB的增益,两级级联后即可得到50dB以上的增益,通过后级放大器放大输出,在高频时也可提供超过60dB的增益。这
