D题射频宽带放大器(题目解析).ppt

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1、大学生电子设计竞赛系列讲座射频宽带放大器报告人：刘开华2013年11月各位老师上午好！第一部分概述第二部分基础知识第三部分赛题解析报告内容第一部分概述放大器是出现较多的一类竞赛题。如：1995年的实用低频功率放大器；1999年的测量放大器；2001年的高效率音频功率放大器；2003年的宽带放大器；2009年的宽带直流放大器；2013年的射频宽带放大器。同时综合测评和其他赛题也包涵的放大器内容。概述该类竞赛题目的特点：1、题目涵盖了电子信息各类学生必需掌握的专业基础知识，对专业知识要求相对较低。所以，以放大器为载体构成的电子竞赛题，适用

2、的专业、年级范围宽泛，容易构成“基本要求部分上手容易，发挥要求部分制作难度有梯度，整体工作量适当”的赛题；2、放大器是指标型的题目，参数要求灵活，实现方法多样。对参赛学生的基本功、实践经验、接受新技术、新器件的能力要求高；概述该类竞赛题目的特点：3、放大器是组成各类电子系统的重要单元电路，其应用背景明显，并对新技术、新器件发展、工艺制作质量敏感。分析近年的考题，我们可以清晰看出放大器类题目跟随业界技术发展的趋势：即宽带、高增益和高性能（较高的输出电压、较高的效率、较宽的动态范围、较低的噪声性能），以及采用新型器件的导向。概述第二部分基

3、础知识放大器设计是各类竞赛题中均包含的内容，每个参赛队肯定会赛前训练。目前设计放大器基本均采用集成电路运算放大器的方案，所以关键是选择合适的芯片。这使得训练应分为普通训练和专项训练。一、基本放大器普通训练主要是采用通用芯片，结合传感器等，设计普通放大器、差分放大器、仪用放大器和小功率的驱动电路，以满足相关系统对模拟信号采集、调理的需求。当选择设计放大器为训练方向时，则需要在宽带、高增益（可调）、高输出电压（或有输出功率要求）、阻抗匹配、失真、低噪声、带内增益起伏、矩形系数等指标提高上下功夫。一、基本放大器包含信号调理电路、信号发生电路

4、、有源滤波器、比较器。这部分内容还要考虑NE555芯片的应用。将运放应用电路单独提出来，是因为该部分非常重要且范围宽，谁也无法限定范围，但题目中肯定会用上。在培训时，训练的典型电路越多越好。一、运算放大器应用电路1.选好合适的芯片，能取得事半功倍的效果。如03年宽带放大器一题，功能完成较好的作品均是采用了AD603作为中间放大级。09年宽带直流放大器一题，对带宽和输出功率提出新的要求。该题的宽带、高增益且可调指标仍然是采用AD603等芯片实现，但输出电压（功率）指标有新要求，需要采用THS3092，LT1210，BUF634等性能好的

5、新型集成芯片。今年的题目对新型、高性能集成电路的依赖更加明显。2．需要设计好整体方案。包括增益分配（动态范围），阻抗匹配、带内增益波动，09年和13年放大器均要求了带内增益波动≤1dB，噪声抑制和功率驱动。3.良好的制作工艺。布局、屏蔽、去耦、接地等。二、放大器设计制作第三部分---赛题解析射频宽带放大器（D题）出题思想1.上手容易，整体要有难度，并且难度要有梯度。2.改变目前学生培养的弱项，推动实验教学改革的发展（高频段）。3.体现技术发展趋势，和工程实际应用背景。（宽带，新器件，新技术，动态范围，阻抗匹配，工艺）。4.重点要求基本

6、指标，包括增益（增益可调）、带宽和带负载能力（输出电压）。一、任务设计并制作一个射频宽带放大器。二、要求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=50，输出阻抗=50。题目2．发挥部分（1）电压增益Av≥60dB，输入电压有效值Ui≤1mV。Av在

7、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，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）。题目3.说明1）要求负载电阻两端预留测试端子。最大输出正弦波电压有效

8、值应在RL=50条件下测试（要求RL阻值误差≤5%），如负载电阻不符合要求，该项目不得分。2）评测时参赛队自备一台220V交流输入的直流稳压电源。3）建议的测试框图如图1所示，可采用点频测试法。基本技能信号源射频宽带放