2013年全国大学生电子设计竞赛论文

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1、2013年全国大学生电子设计竞赛射频宽带放大器（D题）2013年9月7日III摘要随着信息化时代的到来，对于高频宽带放大器的要求越来越高。本设计采用STC89c52为控制核心，两片可控增益放大器VCA822为主放大器，后级AD8009为构成了放大主电路，实现了宽带可控增益的射频放大器。VCA822对前级输入信号进行程控放大，后级AD8009射随输出以达到功率要求，并且进行了阻抗变换。单片机和按键，显示模块实现数控增益，人机界面好。为降低纹波干扰，提高信噪比，设计了高精度低纹波线性电源给放大电路和单片机供电。整个系统

2、稳定性强，干扰能力强。本系统制作简单，经测试能达到题目要求。关键词：高频宽带放大器、单片机、STC89C52、OP820、AD8009、VCA822AbstractWiththearrivaloftheinformationage,thehigh-frequencybroadbandamplifiershavebecomeincreasinglydemanding.ThisdesignusesSTC89c52asthecontrolcenter,twocontrollablegainamplifierVCA822m

3、ainamplifier,aftertheclassAD8009asconstitutinganenlargedmaincircuittoachieveacontrollablegainbroadbandRFamplifiers.VCA822onpre-programmedinputsignalamplification,afterAD8009emitterfolloweroutputstagetoachievethepowerrequirements,andconductedaimpedancetransform

4、ation.SCMandbuttons,thedisplaymoduledigitallycontrolledgain,man-machineinterface.Toreducetherippleinterferenceandimprovesignaltonoiseratio,thedesignofhighprecisionandlowripplelinearpowersupplytotheamplifiercircuitandthemicrocontroller.Theentiresystemstability,

5、interferenceability.Thissystemmakingsimple,havebeentestedtomeetthesubjectrequirements.Keywords:Highbandwidthamplifier,microcontroller,STC89C52,AD8009,VCA822III目录1系统方案11.1可控增益方案的论证与选择11.2电源系统的论证与选择11.3控制系统的论证与选择12系统理论分析与计算22.1可控增益放大倍数的分析22.1.1VCA82222.2固定增益放大倍数

6、的计算22.2.1AD800923电路与程序设计33.1电路的设计33.1.1系统总体框图33.1.2前级放大子系统框图与电路原理图43.1.3可控增益子系统框图与电路原理图53.1.4后级放大子系统框图与电路原理图53.1.5控制系统框图与电路原理图63.1.6电源73.2程序的设计73.2.1程序功能描述与设计思路73.2.2程序流程图84测试方案与测试结果84.1测试方案84.2测试条件与仪器84.3测试结果及分析94.3.1测试结果(数据)94.3.2测试分析与结论95总结心得96参考文献9附录1：电路原理

7、图10附录2：源程序12III射频宽带放大器（D题）【本科组】1系统方案本系统主要由可控增益模块、电源模块、单片机模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。1.1可控增益部分的论证与选择方案一：由晶体管和运算放大器实现，为了满足增益大于60db要求，可以采用多级放大电路实现。此方案需要大量采用分立元件，系统设计复杂，调试困难，尤其是增益的定量调节很难。此外，犹豫采用分立元件以及多级放大，稳定性差，容易自激震荡。方案二：使用多级运算放大器+电位器实现。选择高带宽高增益的运算放大器如AD8009，AD820等级联使用，再

8、通过电位器手动调节其增益，实现可控增益。方案优点在于可选器件较多，带宽，放大倍数容易满足，缺点是无法实现程控，而且由于电位器引入的噪声非常容易自激，稳定性较差。方案三：采用前后级固定增益，中间两级程控增益的方式。前级对小信号做初步处理放大，并进行阻抗变换，中间两级用工作带宽大于130M的程控放大器VCA822进行放大或者衰减，后级再用一级固定做增益，最后再接