宽带直流放大器(c题)

《宽带直流放大器(c题)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、编号：C甲1033宽带直流放大器（C题）参赛学生：耿建培于安山胡平学校：山东大学学院：物理学院指导老师：陈言俊秦峰王延伟文稿整理教师：陈言俊宽带直流放大器（C题）摘要：本系统采用高带宽，可控增益的运算放大器AD603为主要放大模块，AVR单片机ATmega16L为增益数控模块的控制器，设计出一套高带宽，增益高并可调节的直流放大器。系统硬件主要包括直接耦合多级放大器，噪声抑制电路，手动增益调节电路，数控增益调节电路，零漂抑制电路。数控增益调节电路包括主控制器mega16和D/A转换模块DAC902，本系统可实

2、现对从直流到高频小信号的放大。经测试，信号放大稳定，完成了题目要求的各项指标。Abstract:Inthedesignofthissystem,high-bandwidth,gain-controllableop-ampAD603ischosenasthemainamplifiermodule,andAVRmicrocontrollerATmega16LisusedtogaincontrolofNCmodulestodesignasetofhigh-bandwidth,highadjustablegaini

3、ngDCamplifier.Systemhardwareincludesadirect-coupledmulti-stageamplifier,noisesuppressioncircuits,manualgainadjustcircuitry,NCgain-adjustingcircuit,zero-driftsuppressioncircuitry.CNCgainadjustmentcircuitincludesthemaincontrollermega16andD/AconvertermoduleDA

4、C902,thissystemcanrealizethefunctionofsmall-signalamplificationfromDCtohigh-frequency.Aftertesting,signalamplification,stability,andthesubjectrequirementsoftheindicatorsarewellcompleted.1系统方案的设计与论证本系统设计预期达到的功能为增益能达到60dB以上且能放大0~10MHz的小信号。为此设计系统方案如下：方案一：采用直流

5、信号、交流信号分离开来，分别进行放大的方法考虑到一般的集成运放都有其固定的增益带宽积，而且使用于不同频段的信号放大和衰减，首先使用滤波器对直流与交流信号进行分离，然后由不同的电路对不同信号进行放大，最后再合成同一路信号输出，末级用功率放大电路使输出电压有效值达到10V。该方案最大的问题在于即使是同样的运放，对直流和交流信号的放大倍数也是不同的，采用此方案，需要对电路进行复杂的设计，才能保证输出信号不失真。方案二：采用集成运放级联，级间直接耦合的方法为了实现对从0~10MHz的信号的放大，可以以用运放进行级联

6、，直接耦合，使电路既可处理直流信号，也可以处理交流信号。考虑到题目对增益带宽积要求很高，而且需要进行手动、自动设置增益，可以选择可控增益的运算放大器，后级进行信号功率的放大和输出。方案论证与选择：方案（一）电路设计复杂，电路之间容易产生干扰，信号经过不同电路后很难保证相位变化仍保持线性关系，信号失真明显。方案（二）使用可控增益放大器，容易实现增益控制的数字化，电路集成程度高，结构精简，较容易满足题目要求，故选择方案（二）。此方案的系统的原理框图如图1所示：增益控制电路功率放大电路滤波器微处理器MCU矩阵键盘

7、显示模块直流稳压电源信号输入信号输出图1系统原理框图2各电路模块方案设计：2．1、增益控制电路部分方案1：采用数字电位器取代反馈电阻的方法使用放大器UA741进行级联作为中间放大电路，采用电压反馈电路，通过改变反馈电阻来改变放大器的增益。该方案采用两级控制，调增益时比较麻烦，而且通用型放大器在级联时很容易产生附加噪声。方案2：采用D/A集成芯片的方法为了易于实现最大增益60dB的调节，可以采用D/A芯片DAC0832的电阻网络改变反馈电压进而控制电路增益。DAC0832是廉价的8位D/A转换芯片，但其为电流

8、型数模转换芯片，可以在DAC0832输出端接集成运放，利用DAC0832的引脚9将反馈电阻与运放组成负反馈电路，从而将数模转换信号由电流变为电压。然后在后级电路中通过负反馈电路对信号进行放大。但是带宽响应达不到10MHz，而且DAC0832输出电压有限，很难实现电压有效值10V的输出。方案3：采用可控增益放大器AD603的方法为了实现题目对放大电路增益可控的要求，考虑直接用可调增益的运放，比较各种程控运放，AD6