2015可控增益射频放大器设计报告。。。.doc

《2015可控增益射频放大器设计报告。。。.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、摘要系统采用四级放大，电源选用LM1875将单电源转换为双电源，选用LM317、LM337和四输出变压器组成两组直流可调稳压电源，用作正负电源，选用LMH6552芯片搭建全差分放大电路，选用宽频带压控增益放大器VCA821控制增益。放大器输入5mV,100MHz时，输出电压有效值为2.9V大于2V，增益大于52dB；50MHz-160MHz频率范围内增益波动都在2dB内；通频带在60MHz-200MHz内。完成了所有基本部分的要求和部分发挥部分的要求。关键词：射频放大器、VCA821、可控增益、VGA一、系统方案论证与选择11.1系统电源转换选择11.2系统电源稳压方案

2、21.3高频放大器的选择21.4MCU的选择2二、理论分析与参数计算32.1射频放大器设计32.2频带内增益起伏控制32.3射频放大器稳定性32.4增益调整3三、电路与程序设计43.1电路设计43.11电源模块43.12放大模块43.13增益控制模块53.2程序设计53.21软件设计原理及设计工具53.22程序流程图5四、测试方案与测试结果64.1测试方案及条件64.11测试仪器64.12系统测试64.13测试结果分析7五、附录91、总电路图92、程序代码11一、系统方案论证与选择系统主要由电源模块、放大模块、增益控制模块、最小系统模块组成。下面分别讨论这几个模块的选择

3、。1.1系统电源转换选择该系统提供+12V单电源。在放大器设计中，若采用单电源Vcc供电，则需将运放的输入端的一端电压抬高为Vcc/2，这样才能获得最大幅值，但是这样的设计方案会增加系统的复杂性，运放的工作电流会非常大，运放发热量大，使系统难以保证稳定工作。为此，该射频放大器采用双电源供电。图1方案一：如图1.1.1，采用两只阻值一样的大功率电阻，用电阻分压的方式获得正负电源，但是这种电路自身消耗大，阻值较大时带负载的能力又太弱。图1.1.1方案二：在方案一上加以改进，如图1.1.2增加两个三极管，加强了电路的带负载能力，其输出电流的大小取决于Q1和Q2的最大集电极电流

4、ICM。通过反馈回路可使两路负载不相同时也能保持正负电源基本对称。17图2方案三：将运放接成电压跟随器，输出电流取决于运放的负载能力。如需较大的输出功率，可采用开环增益提高的功放集成块，例如TDA2030、LM1875等。这种电路简单，但性能较前面电路都好。综上，选择方案三。该芯片价格较便宜，外围器件简单，纹波小，效率高，输出功率高，符合供电要求。1.2系统电源稳压方案由于射频放大器的频率非常高，对电源的要求也十分苛刻，必须保证能提供低纹波的电源。方案一：采用7905，7805芯片设计正直流稳压电源，此系列芯片最大输出电流1.5A，能满足系统的电源要求，但是该系列稳压芯

5、片的输出纹波比较大。方案二：采用LM317和LM337和四输出变压器组成两组直流可调稳压电源，用作正负电源，调压范围在1.26-37V之间，纹波可低于4mv，最大输出电流为1.5A，带负载能力强。可满足题目要求。综合分析，选择方案二。1.3高频放大器的选择方案一：使用分立元件搭建共基极放大器。在三极管搭建的三类放大电路中，共基极放大器电压增益大，电流增益小，输出电阻小，适合于高频工作。但由于题目要求的频率范围大，故对于放大三极管型号的选择以及电路的搭建布线等都要求较大，实行起来比较困难。17方案二：使用LMH6552芯片搭建的全差分放大电路。该芯片适用频率高，增益Av=

6、1时，带宽可达1Ghz，带宽大，带宽内增益波动小，电路搭建布线等相对容易。VCA821是一款直流耦合型宽频带压控增益放大器，按V/V线性变换，最大工作频率宽度可达710MHz。放大器增益由控制电压决定，增益调节范围超过40dB，需单极性电压进行控制，不易产生自激。正负5V供电。有较高的输出电流和增益精确度。综合分析，选择方案二。满足题目要求（－3dB的通频带不窄于40MHz～200MHz）。增益可控放大器在75MHz~108MHz频率范围内增益波动小，最大频率大于130MHz，满足题意（－3dB的通频带不窄于60MHz～130MHz），并且输出电流较大和增益精确度较高。

7、1.4MCU的选择方案一：选择STC89C52RC单片机STC89C52RC以8051为内核的8位微处理器。4K程序存储器（ROM），128B数据存储器（RAM）,5V左右供电，4组8位并行I/O口，两个定时器，外接6~12M晶振。操作简单，价格最便宜，但51单片机内部没有ADC和DAC功能，需要外接专用芯片。增加了电路的复杂程度。方案二：选择MSP430F169单片机MSP430F169是16位超低功耗，具有精简指令集的混合信号微处理器。工作电压范围3.3V左右。内含有定时器A和定时器B，具有捕获，比较功能。12位ADC和12位DAC，