宽带放大器(2010年赛题)

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1、TI杯江苏省电子设计竞赛论文参赛题目：宽带放大器队员姓名：徐峰二年级姜宽宽二年级周锦明一年级设计指导：徐瑞亚徐小平论文指导：徐瑞亚徐小平学校院系：南京信息职业技术学院电子信息学院14功率放大器摘要：本作品主要是由四个模块构成：电源、放大电路、有效值滤波电路及单片机显示模块。采用TI公司的DC/DC专用模块THS61087为设计电路提供±5V和±12V的电源，在前级及次级放大电路中，都通过使用高速运算放大器OPA820对输入信号进行放大，末级由THS3091构成的功率放大电路可实现有效值输出。最后由MSP430F449实现输出显示，可显示输出的有效值及

2、峰峰值。本设计采用电压增益器件，进行合理的级联和阻抗匹配，加入末级功率输出，全面提高了增益带宽和输出的电压幅度。而且综合应用了电容去耦、滤波、使用屏蔽线传输信号等抗干扰措施以减少放大器的噪声并抑制高频自激。经验证，本方案完成了全部基本功能和部分扩展功能。关键词：功率放大增益带宽WidebandAmplifierAbstract:Thisworkismainlycomposedoffourmodules:power,amplifyingcircuitandRMSfiltercircuitchipanddisplaymodule.TIcompanyado

3、ptsDC/DCmoduleforspecialcircuitdesignTHS61087provides±5Vand±12Vsupply,intheformerstageandsecondaryamplifiercircuit,byusinghigh-speedOPA820amplifieramplificationoftheinputsignal,theendofthepoweramplifiercircuitTHS3091compositioncanrealizeeffectiveoutput.Finally,byMSP430F449achie

4、veoutputcandisplaytheRMSvaluesandtotaloutput.ThisdesignUSESthevoltagegaindevices,andreasonablelevelofimpedancematching,jointhepoweroutputlevel,increasetheoverallgainbandwidthandoutputvoltageamplitude.Andcomprehensiveapplicationofcapacitancedecouplingfiltering,shieldedwiretransm

5、issionanti-interferencemeasurestoreducesuchhighfrequencyamplifiernoiseandinhibitionofself-excited.Thisscheme,thebasicfunctionsandcompletedallpartialfunctionexpansion.Keywords:Poweramplifiergainbandwidth14目录一、方案设计41.1方案设计与比较41.1.1电源部分的设计41.1.2宽带放大器部分的设计41.1.3功率输出部分的设计41.2系统分析与理论

6、计算41.2.1放大器带宽增益积41.2.2放大器稳定性理论分析5二、硬件电路设计62.1系统框图62.1.1系统电源62.1.2宽带放大器7三、软件设计8四、系统测试与数据分析94.1测试仪器94.2测试方法及测试结果9五、注意事项10六、总结与展望10七、参考文献10八、附录1114一、方案设计1.1方案设计与比较1.1.1电源部分的设计方案一：单电源对宽带运算放大器供电。则需把集成运算两输入端电位抬高至电源电压的一半，即VCC/2抬高后的电位相当于双电源供电时的“地”电位，因此输出端的电位也将等于两输入端的静态电位，即VCC/2.电路的稳定性较

7、差且宽带放大器电压增益很难达到40dB.方案二：以双电源作为宽带运算放大器电源。双电源可以以零点为中心正负输出，用示波器方便测量，并且可以不加隔直电容使得电路变得简单。方案二电路简单，测量方便性能较好。所以采用方案二。1.1.2宽带放大器部分的设计方案一：采用场效应管或三级管实现增益。主要利用场效应管的可变电阻区（或三极管等效为压控电阻）实现增益控制。本方案由于采用大量的分立元件，电路复杂，工作点难以调整。方案二：根据题目对增益放大电路的要求，采用高速运算放大器OPA820ID作为第一级放大电路，THS3091D作为末级放大电路，利用DC-DC变换器

8、TPS61087DRC为末级放大电路供电。方案二电路集成度高、调理较清晰、测试方便、易于数字化用单片机处理。