2015全国大学生电子设计竞赛D题设计报告材料

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1、实用文档2015年全国大学生电子设计竞赛（瑞萨杯）增益可控射频放大器（D题）2015年8月15日文案大全实用文档摘要高频信号在生活中随处可见，有时需要将微弱的高频信号放大，需要制作高频放大器，本课题主要实现了一个增益可控的放大器。本课题要设计的是增益可控的射频放大器，使其电压增益不小于52dB，-3dB通频带不窄于40MHz至200MHz，并且在50MHz至160MHz的频率范围内增益波动不大于2dB，当输入电压有效值不高于5mV时其输出电压有效值不低于2V。设计的放大器的增益可调节范围是-5dB至+

2、57dB，在40MHz至200MHz的范围内可以保证增益波动不大于1.2dB，其-3dB通频带范围为30MHz至250MHz，步进控制的步长可调节为12481632（dB），显示屏可以实时同步显示电路的总增益，并且可以显示电路中可调部分的当前值。该放大器将在中频放大方面显示出它独特的优越性。关键词：通频带较宽；增益较大；数显；可控文案大全实用文档目录一、方案论证与选择11、放大系统的论证与选择12、电源系统的论证与选择13、控制系统的论证与选择13、控制系统的论证与选择…………………………………………

3、……………1二、系统理论分析与理论值计算21、放大系统的分析22、放大倍数的计算2三、电路与程序设计31、电路的设计32、程序的设计3四、测试方案与测试结果41、测试方案42、测试条件与仪器53、测试结果及分析5五、结论与心得6六、参考文献6文案大全实用文档增益可控射频放大器（D题）【本科组】一、方案论证与选择本系统主要由放大模块、电源模块、单片机控制模块、滤波模块、组成，下面分别论证这几个模块的选择。1、放大系统的论证与选择方案一：运用多级放大器级联的方式放大信号，使用压控增益放大器，其基本原理类似

4、AD603等芯片，但是其反馈信号为模拟信号，其稳定性较差，较其官方给出的数据有一定的偏差，如果自行测试将浪费大量时间并且不易进行控制。故不采用此方案。方案二：运用F011运放组成数控增益放大器的方式实现对信号的放大，但是其输出频率范围过低，无法实现控制要求，易出现较大误差，并且控制方式较为复杂。故不采用此方案。方案三：将增益与衰减器混合运用。使用固定增益高频放大器ERA-5+，确定性较强，体积较小，利于有效利用空间，并且原理较为简单，可以大大减少控制部分的工作量，衰减器使用数控衰减器DAT-31R5-

5、SP+,其内部带有一个寄存器，最大衰减可达到-31.5dB，使用单片机可以快速实现对整体系统增益幅度的调节。综合以上三种方案，选择方案三。2、电源系统的论证与选择方案一：由于仅提供了12V的电源，所以可以在对其进行去除纹波的操作后直接给系统供电但是仅仅使用12V电源将会大大限制我们能选择的器件的数量。故不采用此方案方案二：将提供的12V电源进行变压处理，单独制作一个电源模块，从其上引出3V，5V等多种电压，这样可以提高器件选择的多样性，并且在放大系统中提到的数控衰减器DAT-31R5-SP+使用了较为

6、罕见的3V供电，我们选择使用TPS54625芯片完成12V到5V的电压转换，使用LT3083芯片完成5V到3V的电压转换。使用此方案可以明显减弱电源纹波并且减少电压在传输过程中的损耗。综合以上两种方案，选择方案二。3、控制系统的论证与选择方案一：使用传统的电压控制方式，从输出端引出一端作为放大的反馈，采用此种方式虽在电路层级上较易达成，但是其控制精度难以保证，会产生较大的控制误差，而设计要求对于精度的要求较高，此方案难以达到要求的值，故不采用此方案方案二文案大全实用文档：使用数字控制，DAT-31R5

7、-SP+内置一个寄存器，通过单片机I/O口可以直接向其中写入数据，其内部使用8421编码实现对衰减倍数的控制，可以通过单片机直接给出需要的衰减值，达到快速，准确控制的目的，同时单片机可以使用屏幕进行输出。方便进行调试。综合考虑采用方案二。二、系统理论分析与理论值计算1、放大系统的分析（1）放大系统概述使用5级电路进行级联，其基本示意如下：固定增益放大器1→衰减器1→固定增益放大器2→衰减器2→驱动器（2）驱动器分析驱动器使用了高速运算放大器TIOPA691，其电路实现固定放大约20dB，其对电路挂负载

8、能力的提升较为明显，但是会影响放大器整体的低频性能，通过加大衰减器两端的电容成功解决此问题，该驱动器设计可将输出电压提升至2V有效值以上（3）固定增益放大器分析使用MiNi生产的ERA-5+芯片，此芯片标准固定增益为20dB，电路实测值分别为18dB与19dB，其在要求的通频带内性能良好，但因为其在超过某个输出后会发生信号失真，故现将第一个放大器输出的信号经过衰减后再通入下一级放大电路。（4）衰减电路分析由于要求此放大器的增益可控，而三个放大电路都已经是