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1、边志婕程控宽带放大器的设计目录【摘要2一、设计题目3二、设计要求3三、设计意义3四、方案论证与比较34.1可控增益放大器部分34.2功率输出部分44.3测量有效值部分4五、具体系统设计45.1总体设计思路45.2系统各模块电路的设计与分析45.2.1直流稳压电源45.2.2前置放大电路单元(缺图六)45.2.3增益控制部分（缺图八）45.2.4功率放大部分（缺图九）45.2.5自动增益控制（AGC）（缺框图10）4六、理论分析与参数计算46.1电压控制增益的原理46.2AGC介绍46.3正弦电压有效值的计算4七
2、、抗干扰措施分析4八、误差分析及性能总结48.1误差分析48.2性能总结4九、课程设计心得与体会49.1课程设计过程49.2问题与解决方法49.3心得体会4十、参考文献4十一、附录（电路图）416边志婕程控宽带放大器的设计摘要本设计由直流稳压电源、前置放大电路单元、增益控制部分、功率放大部分、单片机自动增益控制部分几个模块构成。输入部分采用高速电压反馈型运放OPA642作跟随器提高输入阻抗，并且在不影响性能的条件下给输入部分加了保护电路。使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激。同时利用可变增益宽带放大器A
3、D603来提高增益和扩大AGC控制范围，通过软件补偿减小增益调节的步进间隔和提高准确度。功率输出部分采用分立元件制作，提高了负载阻值以及输出有效值。控制部分由51系列单片机、A/D、D/A和基准源组成。整个系统通频带为1kHz～20MHz，最小增益0dB，最大增益80dB。增益步进1dB，60dB以下预置增益与实际增益误差小于0.2dB。不失真输出电压有效值达9.5V，输出4.5～5.5V时AGC控制范围为66dB，应用单片机和数字信号处理技术对增益进行预置和控制,AGC稳定性好,可控范围大,完成了设计的所有基
4、本要求并做适当的发挥，使设计更完善。关键词：程控；宽带；自动增益控制；AD603；AGC16边志婕程控宽带放大器的设计一、设计题目《程控宽带放大器的设计》二、设计要求(1)输入阻抗≥1kΩ；单端输入，单端输出；放大器负载电阻600；（2）3dB通频带10kHz～6MHz，在20kHz～5MHz频带内增益起伏≤1dB；（3）最大增益≥40dB，增益调节范围10dB～40dB；（4）最大输出电压有效值≥3V。三、设计意义模拟电子线路的主要知识点有三点，即放大器，振荡器和调制解调器，而后二者也多是以放大器为基础，所以
5、放大器实际上是模拟电子线路最重要最基础的知识点。而对放大器而言，最主要的是反映当前新技术，新器件的应用。高速宽带，增益可程控，低噪声，高输入阻抗，高共模抑制比。程控宽带放大器这个题目正是切中了这个主要知识点的诸多主要方面。同时该课题还能同单片机应用等数字化技术与微机技术，较好地体现了当前“模拟的系统概念加数字化的处理技术”这一个电子技术发展的总趋势。四、方案论证与比较4.1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40dB的要求,可以采用多级放
6、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。16边志婕程控宽带放大器的设计图1分立元件放大器电路图方案二原理框图如图2所示，场效应管工作在可变电阻区，输出信号取自电阻与场效应管与对V’的分压。采用场效应管作AGC控制可以达到很高的频率和很低的噪声，但温度、电源等的漂移将会引起分压比的变化，用这种方案很难实现增益的精确控制和长时
7、间稳定。图2场效应管放大器电路图方案三为了易于实现最大416边志婕程控宽带放大器的设计0dB增益的调节,可以采用D/A芯片AD7520的电阻权网络改变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
8、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
