哈尔滨工程大学射频宽带放大器

《哈尔滨工程大学射频宽带放大器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校名称：哈尔滨工程大学队长姓名队员姓名指导教师姓名2014年9月7日射频宽带放大器摘要：该设计实现的射频宽带放大器，由固定增益放大部分、可变增益放大部分、单片机控制部分组成。固定增益放大部分由宽带电流反馈型运算放大器OPA695构成，采用同相放大电路，可变增益放大部分由宽带低功耗可变增益放大器LMH6502构成。单片机控制部分由STM32F103VBT6核心电路、键盘、12864液晶、DAC组成，通过键盘输入所需增益值并显示在LCD12864上，由单片机控制DAC输出电压来调整LMH6502增益，实现了在80KHz

2、-120MHz的带宽范围内0-67dB的增益连续可调，带内增益稳定。当增益大于60dB，在输入电压有效值等于1mV的信号时，负载端最大输出为1.2V有效值。经测试，系统工作稳定，性能可靠，结构简单，满足任务设计要求。关键词：宽带放大、可变增益放大器、射频目录1、设计任务11.1、基本要求11.2、发挥部分12、方案论证12.1、宽带放大电路的设计论证12.2、增益控制电路的设计论证12.3、供电电路的设计论证22.4、总体方案确定33、理论分析与计算33.1宽带放大器设计33.2频带内增益起伏控制33.3射频放大器稳

3、定性43.4增益调整53.5程序设计54、测试结果与误差分析64.1、测试仪器64.2、测试方案及测试结果64.2.1输入输出电阻测量64.2.2程控增益测量64.2.3输出噪声测量74.2.4带内增益起伏及上下限增益测量74.3、测试结果及分析85、结论、心得体会85.1、结论85.2、心得体会86、参考文献8附录1、元器件清单9附录2、完整电路原理图10附录3、部分程序清单111、设计任务设计并制作一个射频宽带放大器。1.1、基本要求（1）电压增益Av≥20dB，输入电压有效值Ui≤20mV。Av在0～20dB范

4、围内可调。（2）最大输出正弦波电压有效值Uo≥200mV，输出信号波形无明显失真。（3）放大器BW-3dB的下限频率fL≤0.3MHz，上限频率fH≥20MHz，并要求在1MHz～15MHz频带内增益起伏≤1dB。（4）放大器的输入阻抗=50Ω，输出阻抗=50Ω。1.2、发挥部分（1）电压增益Av≥60dB，输入电压有效值Ui≤1mV。Av在0～60dB范围内可调。（2）在Av≥60dB时，输出端噪声电压的峰峰值UoNpp≤100mV。（3）放大器BW-3dB的下限频率fL≤0.3MHz，上限频率fH≥100MHz，

5、并要求在1MHz～80MHz频带内增益起伏≤1dB。该项目要求在Av≥60dB（或可达到的最高电压增益点），最大输出正弦波电压有效值Uo≥1V，输出信号波形无明显失真条件下测试。（4）最大输出正弦波电压有效值Uo≥1V，输出信号波形无明显失真。（5）其他（例如进一步提高放大器的增益、带宽等）。2、方案论证根据题目要求，系统需在较宽的频带内实现0~60dB的增益可调，且具有较好的带内平坦度，实现的关键和难点技术在于宽带放大、增益控制电路的设计。2.1、宽带放大电路的设计论证方案一：选用分立的射频三极管或场效应管实现宽带

6、放大，射频分立元件具有带宽高、调节灵活的优点，能以相对低廉的成本实现较高的性能，但其参数设计复杂、调试难度较高。方案二：采用运算放大器搭建放大电路，运算放大器的参数设置较分立元件简单，随着工艺水平的提升，高速高带宽的运放已不罕见，其中高速运放分为电压反馈型运放和电流反馈型运放，由于电压反馈型运放存在增益带宽积的限制，基于题目要求实现截止频率为100MHz的宽带放大要求，因此选用高速电流反馈型运放更为合理。方案三：使用集成射频宽带放大芯片。集成射频芯片具有低噪声，电路简单，灵敏度比较高等优点，但大部分集成射频芯片增益固

7、定，在不同频带内具有不同的倍数，使得信号在通频带的平坦度难以保证。2.2、增益控制电路的设计论证方案一：使用双栅场效应管实现增益控制，双栅场效应管工作频率很高，且具有高跨度、低噪声系数、低反馈电容的优点，但双栅场效应管的匹配困难且使用较为复杂。图1方案一原理框图12方案二：通过单片机对继电器的切换实现40dB、60dB、80dB的增益档位，并利用乘法型DAC将输入信号作为参考电压，实现-20dB到0dB的衰减及每一档位内增益的连续可调，由于DAC具有较大的输入、输出幅度和较高的增益分辨力，可采用程序校准控制增益起伏。

8、增益控制电路的带宽选择决定了系统的整体性能，使用DAC的衰减可实现高精度的增益控制，方法巧妙，但由于题目要求带宽为300kHz到80MHz，而乘法型DAC本身固有的乘法带宽难以满足如此宽带要求。图2方案二原理框图方案三：使用高带宽的乘法器将输入信号与DAC输出的直流电压进行乘法变换，当DAC输出电压改变时系统的输出也能随之发生改变，乘法器输出信