宽带直流放大器应用论文

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1、摘要本作品分为两大部分，前级两个高频晶体管级联放大，后级也是两个高频晶体管级联放。采用手动调节lk线绕电位器来完成对增益的控制，实现在0〜40dB范围内连续可调和预置，电路结构比较简单，测试表明可以满足在通频带内增益起伏WldB的基本要求。本系统最大特点是利用两个BFG67超高频品体管级联构成一级放大来代替昂贵的放大器集成芯片，两级放大级联，不但简化了电路，指标平稳，功耗低，同时也降低了放大器制作成本。一、系统方案及论证1、总体方案设计采用分立元件的系统结构既可满足系统的指标要求，乂能降低成本，总体设计结构如下：频补式衰减器■输出级输出匹配网络直流稳斥电

2、源图1整机系统框图输入信号经由频补式衰减器和匹配网络，加至前置级放大，再由输出级放大后，从输出匹配网络输出。2、方案论证(1)、前置级方案一：采用可控增益放大器AD603芯片。该芯片噪声低，温度稳定性高,增益可调，频带宽，增益误差小，满足题目耍求。但由于它是微功耗器件，在屯路的装配、调试时比较困难。方案二：采用分立器件和集成芯片。用超高频晶体管与集成芯片的级联电路做前置级，优点是成本较低，频带较宽；缺点是电路匹配困难。方案三：使用分立器件超高频微波三极管作为前置级。优点是频带宽、噪声低、级联方便、并且成本低。(2)、输出级方案一：采用高速集成块AD844

3、y频带宽，可是与前置级级联比较休I难。方案二：采用超高频微波三极管。同样用分立器件来构成输出级，与前级级联比较容易，并且成本比较低。结论：考虑到指标耍求和成木低等主耍因素，决定采用分立器件。二、单元电路设计1、直流稳压电源电源原理图见附图1,系统的整个供电±8V,都是由我们自己设计并制作的直流稳压电源供出的(见实物)。2、频补式输入衰减器图2为频补式输入衰减器原理图该电路需满足的关系：R1*C1=R2*C2,全通网络。否则，则会呈现高通或低通特性。R15555577zZ719^119•1•1••■■■Fo>O30COAJ80A1丿、10100IK1(K1

4、CCK1必WEGVFWVCB(VQvs.FFBIHCYhHr他10间图2频补式输入衰减器图3频补式输入衰减器频响特性仿真图该单元电路的频响特性见图3,曲线1：全通幅频特性。曲线&高通特性。曲线4：低通特性。3、前置级由图4可见，采用双管级联直耦电路，前级主要完成放大，第二级主要完成跟随器输出，从而增加负载能力。vc8X7BFG67a40£5■3205>filaoM3.00-2aOM20033.OM360700M□0041.SOU2.DOU3.DOU4DOUM=M1vnv«.inSects0.168YX6IBFG6721R141kR1351k-400"

5、5R1239-40.010100IK10K100KKXVfcGM=M3FmSF(VOl)vs.FW0JFNC/in2图5前置级时域响应波形仿真图图4前置级原理图图6前置级频域响应波形仿真图前置级时域响应波形仿真图为图5,曲线1：输入信号，20nw峰■峰值。曲线2：输入信号，417mv峰』条值，木机增益20.85o前置级频域响应波形仿真图为图6,曲线1：输入幅频特性。曲线厶输出幅频特性，本级频响从0-100Mhzo曲线3：输出相频特性4、输岀级由图7可见输出级的工作原理，木级主要保证足够大的动态范围，以满足题目2v有效值的耍求。该级时域仿真波形为图8,曲

6、线1：输入信号，200mv峰•峰值。曲线2：输出动态范围：6.41vp-p,可满足输出电压耍求。本机增益30.25o该级频域响应波形为图9,曲线1：输入幅频特性。曲线2：输岀幅频特性,本级・3dB带宽1OOMhZo曲线3：输出相频特性。217MI6E-183M-583M图7输出级原理图c§18B1268.62462622MMM2VO1vs.Tir^EinSecs图8输出级时域响应波形仿贞图2002031O18IK10KR-ASSVO1)vs.APEQUBsOfinW图9输出级频域相应波形仿頁•图三、理论分析与计算1、带宽增益积(GBP)GBP二B*Au=

7、5Mhz*100=0.5G2、通频带内增益起伏控制本电路未采用频率补偿，测试结果显示带内比较平坦，如图6和图9的曲线2所示。3、线性相位电路中若运用了惯性元件，就会影响相位，图6和图9的曲线3为本系统的仿真相位变化。结果基本满足要求。5、放大器稳定性由测试结果可见，放大器比较稳定。四、调试采用分级调试方式，先调试前置级，该级在0〜5MHz内增益人约20dB,再调试输出级，同样在0〜5MHz内增益人约20dBo两级级联后，能在0〜5MHz内増益大约40dB。并且在前置级输出端设置一个lk线绕电位器，实现増益手动口J调。四、测试方案和测试结果1、测试条件(仪

8、器)M0S415210MHz双踪示波器，F40型数字合成函数信号发生器/计数器，