宽带放大器前级放大电路

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宽带放大器

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宽带放大器摘要本设计全部采用集成电路,具有硬件电路形式简单,调试容易,频带宽,增益高,AGC动态范围宽的特点,且增益可调,步进间隔小。

本宽带放大器以可编程增益放大器AD603为核心,由三级放大器组成,前级放大主要是提高输入阻抗,对小信号进行放大;中间级为可变增益放大器,主要作用是实现增益可调及AGC功能,增益控制和AGC功能都由单片机控制,可预置并显示增益值,增益可调范围10dB~58dB,步进1dB,由单片机自动调节放大倍数可实现AGC功能,使输出电压稳定在4.5V~5.5V 之间;后级放大进一步增加放大倍数,扩大输出电流,提升放大器的带负载能力,提高输出电压幅度。

后级输出接峰值检波电路,检波电路输出由单片机采样并计算后,用液晶显示屏显示输出正弦波电压的有效值和峰峰值。

由于宽带放大器普遍存在容易自激及输出噪声过大的缺点,本系统采用多种形式的屏蔽措施减少干扰,抑制噪声,以改善系统性能。

一、方案论证与比较1、总体方案方案一:选用结电容小,f T高的晶体管,采用多种补偿法,多级放大加深度负反馈,以及组合各种组态的放大电路形式,可以组成优质的宽带放大器,而且成本较低。

但若要全部采用晶体管实现题目要求,有一定困难,首先高频晶体管配对困难,不易购买;其次,理论计算往往与实际电路有一定差距,工作点不容易调整;而且,晶体管参数易受环境影响,影响系统总体性能。

另外,晶体管电路增益调节较为复杂,不易实现题目要求的增益可调。

方案二:使用专用的集成宽带放大器。

如TITHS6022、NE592等集成电路。

通过外接少数的元件就可以满足本题目要求,甚至远超过题目要求的带宽和增益的指标,但这种放大器难以购买,价格较贵,灵活性不够,不易满足题目扩展功能要求。

方案三:市面上有多种型号、各具特色的宽频带集成运算放大器。

这些集成运算放大器有的通频带宽,有足够的增益,有的可以输出较高电压,使用方便,有的甚至可以实现增益可调及AGC的功能。

毕业设计(论文)-射频宽带放大电路设计[管理资料]

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毕业论文(设计)射频宽带放大电路设计学生姓名:指导教师:专业名称:电子信息工程所在学院:信息工程学院2015年6 月目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)课题背景 (1)本课题在世界的目前水平及现状 (1)本课题的主要内容及意义 (2)第二章射频宽带放大电路设计的总体方案 (3)系统功能要求 (3)方案比较与论证 (4)理论分析与计算 (5)第三章射频宽带放大电路单元电路设计 (8)稳压直流电源 (8)固定增益的第一级放大电路设计 (9)第二级放大电路设计 (11)第三级电路设计 (12)其他元器件的功能说明 (13)第四章射频宽带放大电路的仿真分析 (15)应用软件 (15)测试方案以及测试条件 (15)测试结果及分析 (16)结束语 (19)致谢 (20)参考文献 (21)附录整机电路图 (22)摘要本次设计采用宽带放大器OPA847、压控放大器VCA824以及电流型运放OPA695等集成芯片来作为本次设计的射频宽带放大器的核心。

设计放大器的前级电路希望能够实现10倍的固定增益放大,最后决定通过宽带放大器OPA847来完成,本次设计的中间级电路将以压控放大器VCA824作为核心,~5倍的增益变化,本次设计的后级电路将使用电流型运放OPA695和继电器共同来实现5~25倍的增益变化,本次设计的末级电路,目的是进行10倍的衰减,将使用电阻网络来实现,从而可以达到设计预期的0dB~60dB的增益范围可调。

由于整个系统的输入信号幅度较小,而频率很高,所以为了提高系统整体的稳定性以及抗干扰能力,将引入屏蔽盒进行改善。

最后将整个设计进行仿真,结果达到了设计最初的所有要求和目的。

关键词:射频功率放大,稳压直流电源,宽带放大器,压控放大器,电流型运放AbstractThe design of the RF broadband amplifier composed by a voltage controlled amplifier VCA824 and Current-Op Amp pre-design system is composed by the broadband amplifier OPA847 to achieve the 10 times the fixed gain amplification. The middle of the design is composed by the voltage controlled amplifier VCA824 to achieve the ~5 times gain change. The subsequent circuit of the design is composed by the current- op amp OPA695 and relays to achieve the 5~ 25 times gain change. The final stage of the design used the resistor network to achieve the 10 times attenuation. Thus we can meet the design’s expectations that achieve it adjustable in the 0dB ~ 60dB gain range. Since the input signal with small amplitude and high frequency, the paper will set the shield case in this design after the simulation test to improve the stability and anti-jamming capability of the whole system. The whole system achieves all the indicators of the desired and the purpose of the design.Key words: RF Power Amplifier, Regulated DC Power Supply, Broadband Amplifier, Current-Op Amp第一章绪论课题背景随着我国通信技术迅猛的前进,我们已经进入了全新的信息科技时代。

宽带放大器

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宽带放大器084774604 陈巧084775112 雷焱童一、方案论证1、可控增益放大器部分方案一:简单的放大电路可以由三极管搭接的放大电路实现,为了满足增益为40dB的要求,可以采用多级放大电路实现。

但本方案由于大量采用分离元件,电路复杂且工作点调整较困难,且需要采用多级放大,电路稳定性差,容易产生自激现象。

方案二:采用多联级普通高频运算放大,通过模拟开关来实现40 dB的要求和增益可调,此方案较简单,但需要的模拟开关和运放较多,增加了系统的不稳定性。

一个级的运放方框图如图1:图1: 一个级的运放方框图方案三:采用可控增益运放AD603,压控运算放大器,最小步进为 0.5db,能达到6db步进的要求,由单片机给出基准电压来改变增益,放大增益范围可达40 dB,此方案可实现连续可调,方框图如图2:图2 AD603压控增益方框图方案三电路简单,易于控制,因此选用方案三。

2、后级放大器部分方案一:利用频率特性优良的三极管搭接功率放大电路,这样可以自主设计放大倍数,且经过计算可以得到合适的输入输出阻抗,但是分离器件调试繁琐。

方案二:采用用集成高电压输出的运放THS3001,THS3001 是一款高速宽带放大器,可完成输出有效值达到6V的要求。

本方案采用单芯片,系统体积大大减小,简单易行。

所以采用方案二。

二、系统框图图3 整体系统框图三、硬件系统部分1、输入阻抗匹配与前级放大电路采用THS4001宽频放大的跟随放大电路,输入阻抗匹配1k,电路如图4所示:图4 前级放大电路2、压控增益可调电路采用单片AD603压控增益可调运算放大器,可实现-10db-30db增益可调,AD603有两个基准电压引脚,两引脚的电压范围为-0.5~0.5V实现增益的线性调节。

电路如图5所示:图5 压控增益可调运算放大电路1脚:正端控制电压输入引脚2脚:负端控制电压输入引脚5脚和7脚控制最高增益和带宽,当5脚和7脚直接相连时,最高增益为30db,带宽为90MHz。

6922电子管前级放大器电子管前级放大器制作_电路图

6922电子管前级放大器电子管前级放大器制作_电路图

6922电子管前级放大器电子管前级放大器制作_电路图6922电子管前级放大器|电子管前级放大器制作_电路图6922电子管前级放大器前级放大器电源电路图前级放大器电路如图1所示,左右声道完全相同。

它由两级电压放大加阴极输出器组成,V1为第一级电压放大。

现代数码音源CD、DVD的输出电压一般都在2V左右,信号从IN输入,经R1衰减,通过栅极防振电阻R 2加至V1栅极,V1将信号放大,然后从屏极取出放大后的信号电压经C1耦合到下一级。

W1为V1交流负载的一部分,又是V2的栅极回路,同时起着总音量的控制作用。

V2a为第二级电压放大,将放大后的信号电压直接送到V2b栅极,这就叫做直接耦合。

采用直接耦合的V2a与V2b屏栅电位一致,在静态时足以使V2b管屏流截止而不工作,在动态时由于信号电压的加入,才能使V2b进人工作状态。

这种直接耦合,由于少用了一只耦合电容,不存在信号的电路损耗。

传输效率高,传真度好,减少了低频衰减,有利于改善幅频特性。

V1、V2a阴极电阻R4、R6都未并接旁路电容,有本级电流负反馈作用,能够提高音质、消除失真。

V2b为阴极输出器,把前级放大的音频信号电压从阴极引出,经C2传送给功率放大器。

阴极输出器具有非线性失真小,频率响应宽的特点,它没有放大作用,电压增益小于1,但它有一定的电流输出,有恒压输出特性,带负载能力很强,推动任何纯后级功率放大器从容不迫、轻松自如。

它的输入阻抗高,输出阻抗低,大约才几百欧姆,能和末级功放很好地匹配,即使用较长的信号线传输,也不会造成高频损失,抗干扰能力强,可以提高信噪比,提高音乐的纯度,音质较好。

一台靓声、工作稳定可靠的放大器,离不开优质的电源作保证,特别是前级放大器,对电源的品质要求相当高,不应有交流声和噪声,哪怕只有一丁点儿,经过功率放大后,都会产生可怕的声压级,会严重影响音质。

图2是前级放大器的电源电路图,高压部分采用晶体二极管作桥式整流,用扼流圈作n型滤波,电子管稳压供电。

前置放大器原理及应用.

前置放大器原理及应用.

·117·前置放大器原理及应用1.1 概述1.1.1 前置放大器的作用前置放大器的主要作用如下:第一、提高系统的信噪比。

第二、减小信号经电缆传送时外界干扰的影响。

图1-l-l 核辐射测量中探测器一放大器系统的连接方式(a )前置放大器与主放大器之间用一般电缆连接(b )前置放大器与主放大器之间用双芯电缆连接。

图中Z 0为电缆的特性阻抗,R =Z 01.1.2 前置放大器的分类大致可以分为两类。

一类是积分型放大器,包括电压灵敏前置放大器和电荷灵敏前置放大器,它的输出信号幅度正比于输入电流对时间的积分,即输出信号的幅度和探测器输出的总电荷量成正比。

另一类是电流型放大器,亦即电流灵敏前置放大器,它的输出信号波形应与探测器输出电流信号的波形保持一致;电压灵敏前置放大器实际上就是电压放大器,如图1-1-2所示。

图中i i 为探测器输出的电流信号,w t 为信号持续时间,⎰=wt i dt i Q 0为每个电流信号携带的总电荷量,D C 、·118· A C 、s C 分别为探测器的极间电容、放大器的输入电容和输入端的分布电容,输入端总电容s A D i C C C C ++=。

假设放大器是输入电阻极大的电压放大器,则输入电流信号i i 在输入端总电容i C 上积分为电压信号i v ,其幅度iM V 等于i C Q /与Q成正比。

输入电压信号i v ,由电压放大器进行放大,因此;输出电压信号的幅度oM V 也与Q 成正比。

图1-1-2电路中,输入端总电容i C 决定于D C 、A C 和s C 它们不是稳定不变的。

例如,放大器输入电容A C 可能由于输入级增益不稳定而变化,使用P-N 结半导体探测器时,如偏压不稳定,则其结电容D C 将发生变化等等,这时i C 也就随之变化。

当i C 不稳定时,输出电压幅度oM V 也不稳定。

所以图1-1-2这种电压灵敏前置放大器一般只适于稳定性要求不高的低能量分辨率系统。

几种常见的放大电路原理图解

几种常见的放大电路原理图解

几种常见的放大电路原理图解展开全文能够把微弱的信号放大的电路叫做放大电路或放大器。

例如助听器里的关键部件就是一个放大器。

放大器有交流放大器和直流放大器。

交流放大器又可按频率分为低频、中源和高频;接输出信号强弱分成电压放大、功率放大等。

此外还有用集成运算放大器和特殊晶体管作器件的放大器。

它是电子电路中最复杂多变的电路。

但初学者经常遇到的也只是少数几种较为典型的放大电路。

读放大电路图时也还是按照“逐级分解、抓住关键、细致分析、全面综合”的原则和步骤进行。

首先把整个放大电路按输入、输出逐级分开,然后逐级抓住关键进行分析弄通原理。

放大电路有它本身的特点:一是有静态和动态两种工作状态,所以有时往往要画出它的直流通路和交流通路才能进行分析;二是电路往往加有负反馈,这种反馈有时在本级内,有时是从后级反馈到前级,所以在分析这一级时还要能“瞻前顾后”。

在弄通每一级的原理之后就可以把整个电路串通起来进行全面综合。

下面我们介绍几种常见的放大电路:低频电压放大器低频电压放大器是指工作频率在 20 赫~ 20 千赫之间、输出要求有一定电压值而不要求很强的电流的放大器。

( 1 )共发射极放大电路图 1 ( a )是共发射极放大电路。

C1 是输入电容, C2 是输出电容,三极管 VT 就是起放大作用的器件, RB 是基极偏置电阻 ,RC 是集电极负载电阻。

1 、 3 端是输入, 2 、 3 端是输出。

3 端是公共点,通常是接地的,也称“地”端。

静态时的直流通路见图1 ( b ),动态时交流通路见图 1 ( c )。

电路的特点是电压放大倍数从十几到一百多,输出电压的相位和输入电压是相反的,性能不够稳定,可用于一般场合。

( 2 )分压式偏置共发射极放大电路图 2 比图 1 多用 3 个元件。

基极电压是由 RB1 和 RB2 分压取得的,所以称为分压偏置。

发射极中增加电阻 RE 和电容 CE , CE 称交流旁路电容,对交流是短路的; RE 则有直流负反馈作用。

宽带前置放大电路设计报告

宽带前置放大电路设计报告

宽带前置放大电路设计报告专科组(F题)摘要本文介绍了一种宽带前置放大电路,可以应用在很多信号高电平传送中,它是由输入阻抗匹配单元、无源衰减网络、有源放大电路、波形转换和AT89C51单片机控制液晶显示等几部分电路组成。

利用阻抗单元匹配输入和无源衰减电路完成工作同时线路简单功能完善好,还利用AD8066进行前后阻抗匹配和DA8084运算放大器来实现任务,并用芯片进行波形转换和AT89C51单片机控制15864液晶显示屏显示频率,它具有很强应用灵活性、输入阻抗可调、过负载能力强、电路工作带宽、可靠性强等优点本电路使用贴片元件进行焊接,外形美观、小巧、亲便、抗干扰能力强,应用前景非常广泛。

关键词:阻抗匹配,衰减网络,放大电路,单片机一、方案比较与选择1.1任务与要求1.任务设计一个前置放大电路,使其在较宽的频带范围内具有良好的直流和交流特性。

电路包括输入阻抗匹配、无源衰减网络、有源放大等环节,采用单端输入单端输出方式实现信号变换2.要求(1)输入阻抗:直流输入阻抗可以50Ω和1MΩ可选,允许误差2%;(2)用单片机测量并显示信号频率;(3)直流零点:输入短路时,电路输出直流电压偏离零点在3mV范围内;(4)大信号1倍放大宽带特性:输入峰值为1V的正弦信号,电路的工作带宽为DC~1MHz,在1MΩ输入阻抗条件下测试,示波器监视无明显失真;(5)大信号衰减10倍带宽特性:输入峰值为5V的正弦信号,电路的工作带宽为DC~1MHz,在1MΩ输入阻抗条件下测试,示波器监视无明显失真;(6)10倍放大带宽特性:输入峰值为0.1V的正弦信号,放大10倍,电路的工作带宽为DC~5MHz,示波器监视无明显失真;(7)大信号1倍放大扩展宽带特性:输入峰值为1V的正弦信号,电路的工作带宽为DC~20MHz;(8)输出阻抗尽可能小;(9)静态工作电流≤2mA(正5V电源)。

1.2方案比较和确定方案一:利用三极管实现前置放大,但是在三极管放大电路放大要把1兆的阻抗衰减10倍这个问题上遇到了问题,且要使输入阻抗是50欧时也遇到了问题,因此,放弃了这个方案。

宽带前置放大电路

宽带前置放大电路

宽带前置放大电路摘要:该宽带前置放大电路,具有较宽的频带范围内具有良好的直流和交流特性,电路包括输入阻抗匹配、无源衰减网络、有源放大等环节,采用单端输入单端输出方式实现信号变换。

输入阻抗匹配单元有50Ω和1MΩ两种数值可选;无源衰减网络单元可以在输入阻抗不变的前提下实现对信号1倍或10倍衰减;有源放大单元可以实现1、2、5、10、20、50、100倍放大,电路输出电阻近似为0。

它具有交流耦合直流耦合切换功能,可选则触发信号输出,并可设置上升沿或者下降沿触发,触发电平可调。

关键词:宽带放大、衰减网络、阻抗变换、触发一、设计任务:1、任务设计一个前置放大电路,使其在较宽的频带范围内具有良好的直流和交流特性,电路包括输入阻抗匹配、无源衰减网络、有源放大等环节,采用单端输入单端输出方式实现信号变换。

输入阻抗匹配单元有50Ω和1MΩ两种数值可选;无源衰减网络单元可以在输入阻抗不变的前提下实现对信号1倍或10倍衰减;有源放大单元可以实现1、2、5、10倍放大,电路输出电阻近似为0。

图1系统框图2、要求2.1基本要求(1)输入阻抗:直流输入阻抗可以50Ω和1MΩ可选,允许误差2%。

过载能力:50Ω阻抗可承受5V 输入过载,1MΩ阻抗可承受36V 输入过载,过载时间不少于1分钟。

(2)直流零点:输入短路时,电路输出直流电压偏离零点在3mV 范围内。

(3)大信号1倍放大带宽特性:输入峰值为1V 的正弦信号,电路的工作带宽不低于D C ~10MHz 。

(4)大信号衰减10倍带宽特性:输入峰值为5V 的正弦信号,电路的工作带宽不低于DC ~10MHz 。

2.2 发挥部分(1)2倍放大带宽特性:输入峰值为0.5V 的正弦信号,放大2倍,电路的工作带宽不低于DC ~10MHz 。

(2)5倍放大带宽特性:输入峰值为0.2V 的正弦信号,放大5倍,电路的工作带宽不低于DC ~10MHz 。

(3)10倍放大带宽特性:输入峰值为0.1V 的正弦信号,放大10倍,电路的工作带宽不低于DC ~10MHz 。

宽带放大器

宽带放大器

电子科技大学第二届电子科技大学第二届““微芯杯微芯杯””电子设计大赛宽频带小信号放大器报告书参赛队员:刘未洋、周末、杨慧然学院:通信与信息工程学院宽频带小信号放大器周末刘未洋杨慧然摘要:本设计采用32位低功耗处理器STM32ZET6作为控制核心,由前级放大、压控放大、后级功放、单片机模块、显示模块五部分构成。

其中前级放大模块由宽带宽、低噪声运放OPA846构成,压控放大模块由两块集成可变增益运算放大器VCA810级联构成,通过单片机及D/A控制其增益,后级功放采用THS3091,输出阻抗仅为0.09Ω,利用AD637将输出信号的有效值转换为直流信号,经A/D采样送到单片机进行计算,并通过STM32ZET6内部DA对VCA810的增益进行控制,完成增益自动控制功能,由HB12864完成显示功能。

整个系统方案简洁,稳定可靠,界面友好,完成了题目要求的各项要求。

关键字:AGC,VCA810,增益Abstract:This design uses the32bit low power consumption STM32ZET6as the nuclear control processor,with a former amplifier,voltage controlled amplification,mono power amplifier and single-chip microcomputer module,display module five parts.The first stage amplifier module by wide bandwidth and low noise op-amp OPA846constitute,voltage control amplifier module by two integrated variable gain operational amplifier VCA810 cascade constitute,through the single-chip microcomputer and D/A control its gain,after the THS3091level power amplifier,output impedance is only0.09Ω,AD637will use the effective value of output signal conversion for dc signal,the A/D sampling to MCU calculation,and through the inside DA to control the gain of VCA810,complete the gain control function,and displayed by HB12864.The whole system solution is concise,stable and reliable,and interface is friendly,which has completed the request all basic and to function.Key word:AGC,VCA810,gain宽带放大器 (1)1.方案比较与论证 (4)1.1增益控制部分 (4)1.2功率放大部分 (4)1.3测量有效值部分 (4)1.4自动增益的实现 (5)1.5系统总体框图 (5)2.理论分析与参数计算 (5)2.1供电系统 (5)2.2增益分配及芯片选取 (5)2.3功率放大部分 (6)2.4抗干扰措施 (6)3系统设计 (6)3.1硬件电路设计 (6)3.2前级放大电路设计 (7)3.3可控增益部分设计 (7)3.4有效值检测 (8)4.软件系统设计 (8)5测试方法与结果 (9)5.1测试条件 (9)5.2频率响应特性 (9)5.3AGC功能测试 (9)6.总结 (10)1.方案比较与论证1.1增益控制部分方案一、采用三极管等分立器件搭建放大电路,利用多级放大实现60dB的增益要求,通过峰值检测电路得到输出电压并将其反馈到输入端以实现增益的自动控制。

毕业设计(论文)基于单片机的宽带放大器设计

毕业设计(论文)基于单片机的宽带放大器设计

1宽带放大器简介什么是宽带放大器工作频率上限与下限之比甚大于1的放大电路。

习惯上也常把相对频带宽度大于20%~30%的放大器列入此类。

这类电路主要用于对视频信号、脉冲信号或射频信号的放大。

用于电视图像信号放大的视频放大器是一种典型的基带型宽带放大器,所放大的信号的频率范围可以从几赫或几十赫的低频直到几兆赫或几十兆赫的高频。

这类放大器通常以电阻器为放大器的负载,以电容器作级间耦合。

为了扩展带宽,除了使其增益较低以外,通常还需要采用高频和低频补偿措施,以使放大器的增益-频率特性曲线的平坦部分向两端延展。

可以归入宽带放大器的还有用于时分多路通信、示波器、数字电路等方面的基带放大器或脉冲放大器(带宽从几赫到几十或几百兆赫),用于测量仪器的直流放大器(带宽从直流到几千赫或更高),以及音响设备中的高保真度音频放大器(带宽从几十赫到几十千赫)等。

用于射频信号放大的宽带放大器(大多属于带通型),如雷达或通信接收机中的中频放大器,其中心频率为几十兆赫或几百兆赫,通带宽度可达中心频率的百分之几十。

放大器的分类将其分为甲、乙、丙三类工作状态。

甲类放大器电流的流通角为360o,适用于小信号低功率放大。

乙类放大器电流的流通角约等于 180o;丙类放大器电流的流通角则小于180o。

乙类和丙类都适用于大功率工作丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。

高频功率放大器大多工作于丙类。

但丙类放大器的电流波形失真太大,因而不能用于低频功率放大,只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。

由于调谐回路具有滤波能力,回路电流与电压仍然极近于正弦波形,失真很小。

集成运算放大器主要类别下面对不同特性的集成运算放大器进行介绍。

通用型集成运算放大器是指它的技术参数比较适中,可满足大多数情况下的使用要求。

通用型集成运算放大器又分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型,其中Ⅰ型属低增益运算放大器,Ⅱ型属中增益运算放大器,Ⅲ型为高增益运算放大器。

Ⅰ型和Ⅱ型基本上是早期的产品,其输入失调电压在2mV左右,开环增益一般大于80dB。

宽带直流放大器设计方案

宽带直流放大器设计方案

图 3-1
2.通频带选择电路
通过单片机一个 IO 口控制继电器,切换 5M 和 10M 通频带,电路如图 3-2 所示。
图 3-2
3.椭圆滤波器
我们使用 Filter Solutions 分别设计了-3dB 截止频率为 5MHz 和 10MHz 的九阶 无源椭圆滤波器。 并通过仿真软件对电容电感值做调整。 图 3-2 分别为 5MHz 和 10MHz 的椭圆滤波器电路及其幅频特性曲线图。
2.中间增益放大级方案论证
方案一:采用三极管构成多级放大电路
若用分立元件构成 60dB 放大器,则须采用三极管构成的多级放大器。此方案 有选材方便和成本较低的优点,但是选择性能合适的三级管比较费时间,选择合适 的三极管配对组合更是不容易,并且题目给出的指标较高,三级管构成的多级放大 器容易引起更多的干扰,影响放大质量。此外,晶体管构成的多级放大电路不易实 现大范围的增益连续可调,这是相比于集成运算放大器的又一大缺点。所以,我们 对下一种方案进行论证。 方案二:使用集成运放 OPA620 构成 2 级放大 单个 OPA620 的增益可调范围为 -20bB — +20dB ,采用两级相连,则可以实 现-40dB-+40dB 的可调范围。从厂商的数据手册可以看出,OPA620 外围电路简单, 容易操控,通频带内增益起伏小于 0.05dB,且放大效果较好。但是若要求实现提高 部分 0-60dB 全范围的连续可调,两级 OPA620 放大则不能达到题目要求。 方案三:使用低噪声增益可控放大器 AD603 使用两级 AD603 构成的增益可调放大电路。 AD603 是主要用于 RF 和 IF AGC 系统的低噪声可调增益放大器, 它具有引脚可 编程增益功能,可以使用一个外部电阻设置增益范围内的任何增益子范围,控制接 口可以输入差分电压,也可以输入单端的正控制或负控制电压,使用十分方便。单 级 AD603 便可以实现 0-40dB 的电压放大, 且该增益范围内有 30MHz 的频带宽, 性 能优异,如果采用两级连放,理论上可以实现 0-80dB 的增益可调范围,能满足题目 要求。其次,AD603 构成的增益可控放大电路有很大的提升空间,可以通过电位器 获取基准电压进行手动控制,通过模拟开关连接电阻器实现增益程控,通过单片机 配合 DAC 模块实现不同精度的增益数控。 所以比较上述两种方案,AD603 与 OPA620 相比,容易实现增益数控,AD603 有更高的性价比,我们最终选择方案三。

宽带放大器

宽带放大器

2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛宽带放大器(A题)队伍编号:参赛学校:参赛学生:指导教师:025211南京师范大学杨昊吕晨阳张沁枫王兴和孙航嘉2010年8月26日宽带放大器(A题)摘要:本作品由前置放大、中级放大、末级功率驱动、峰值检测、电源管理及人机界面这些模块所组成,具有宽带数字程控和AGC功能,整个系统以5V 单电源工作。

在前级放大电路中,用单位增益稳定宽带反馈型放大器OPA820和宽带压控放大器VCA810放大输入信号,在电压放大一定的倍数后,经过末级THS3091驱动50Q的负载。

VCA810勺使用方便了调整增益,THS3091的使用提高了驱动电路带负载的能力。

应用MSP430寸增益进行预置和控制,稳定性好,可控范围大。

电路设计综合应用了电容去耦、滤波、使用屏蔽线传输信号等抗干扰措施以减少放大器的噪声并抑制咼频自激。

经验证,本方案完成了全部基本功能和发挥功能。

关键词:宽带放大峰值检测AGC1系统方案1.1 方案比较与选择1.1.1增益放大电路的方案方案一:使用分立的三极管等元件搭建输入缓冲电路和增益放大的电路。

优点是成本低廉,易于购置。

为了满足固定增益40dB的要求,可以采用多级放大电路实现。

但时是大量采用分立元件比较容易在高频时产生自激振荡,可能会增加电路的调试时间,同时短时间内手工制作难以保证可靠性及指标。

方案二:使用OPA820作为阻抗匹配和前置放大器,中间级用VCA810动态调节增益。

此方案电路简单,可靠性高。

VCA运放的压控放大特性更增加了整个电路的可控动态范围至-20dB-60dB,既可以方便的做进一步的幅值微调和增益提高;也可以配合测量的峰值形成AGC电路。

综上,我们采用方案二,设计简洁高效灵活稳定的放大电路。

1.1.2功率输出电路的方案方案一:使用功率三极管和普通的运放组成升压输出复合放大器,这种电路可以将运放的标称摆幅扩展的更大,同时将负载驱动提升到100mA以上。

宽带前置放大电路设计

宽带前置放大电路设计

宽带前置放大电路设计摘要本次设计的宽带前置放大器以AD8065集成运放作为有源放大,无源衰减网络采用电阻串联分压的方式,以达到衰减电压的目的。

输入阻抗是用8个100Ω电阻串并联得到50 Ω阻抗,以防止电流过大,增强过载能力。

不同的放大倍数和衰减倍数主要是通过有源放大与无源衰减网络的不同组合,以满足放大1倍、10倍、衰减10倍的要求。

该电路能满足本次设计的基本要求,基本上也可以满足发挥部分的要求。

单片机测频及显示电路主要通过电压放大,波形整形,3次分频,单片机计数,最后通过LCD显示出输入信号的频率。

本电路灵活方便,可靠性强,输入阻抗可调,过载能力强,电路工作带宽较宽的性能。

关键词:AD8065;无源衰减;有源放大;单片机目录引言 (1)1任务分析 (1)1.1任务要求 (1)2.初选方案 (2)2.1输入阻抗匹配与无源衰减部分 (2)2.2有源放大电路部分 (2)2.3单片机及显示部分 (2)2.4总体方框图 (2)3方案的详细设计 (2)3.1输入阻抗单元分析 (2)3.2无源衰减网络 (2)3.3有源放大电路 (2)4.基于单片机测量频率及LCD频率显示 (2)4.1基于单片机测量频率 (2)4.2LCD频率显示 (2)5.软件设计流程图 (2)6调试 (3)7设计总结与评价 (4)参考文献 (4)附1 (1)附2 (2)附3 (5)附4 (6)引言近年来随着计算机和互联网的迅速普及,多媒体信息的高速传输呈现飞速增长的趋势。

这类放大器通常以电阻器为放大器的负载,以电容器作级间耦合。

在光纤通信、电子战设备及微波仪器等方面应用越来越广。

这些系统一般要求放大器具有增益可调、宽频带、低噪声、工作稳定等特点。

要同时满足这些性能指标,对电路设计提出了很高的要求,尤其是高频PCB和电磁兼容的设计要求。

为了扩展带宽,除了使其增益较低以外,通常还需要采用高频和低频补偿措施,以使放大器的增益-频率特性曲线的平坦部分向两端延展。

前级放大器,前级放大器的作用和原理是什么

前级放大器,前级放大器的作用和原理是什么

前级放大器,前级放大器的作用和原理是什么/邮件群发前级放大器,前级放大器的作用和原理是什么?前级放大器按语:看到有帖子询及前级放大器的问题,一时手痒,将自己收集到的资料贴出,供大家参考:在音响系统里,前级放大器所发挥的功能并不复杂,它只是负责切换讯源、处理讯号与控制音量,这就是音乐信息在进入后级前的最后一道处理程序。

它的连接位置,介于讯源器材与后级放大器之间,故前级放大器所扮演的角色——负责将讯号整理与调整。

设计上,前级放大器可以简单也可以复杂。

简单的前级只需要具备讯源输入、讯源选择、控制音量便行。

换言之,简单的前级只要有一个讯源切换开关和音量电位器,加上一个机箱及输出入端子就成。

复杂的前级集中很多的功能:设计师可以在讯源输入里,针对每一种输入加上一个缓冲电路,以隔绝前级与讯源之间的缓冲接口;讯号经过切换开关之后,则以最复杂、最严谨的处理方式,进入一个庞大的电路架构,包含缓冲、等化、调整等等步骤,最后再经过另一级缓冲电路,将阻抗降低之后,才连接到输出端子。

当然,这种设计可以使用简单的IC,也可以使用大量晶体管架构电路,想用真空管的话,当然可以在机箱内塞入满满的真空管,外加上电池供电等等额外的设计,只要具备前级的功能,是没有什么限制的。

简单还是复杂?前级放大器的设计形式和用料,像厨师手里的材料一样,可以不同搭配、不同的作法、不同的烹饪方式、泡制出来不同的口味;电子设计师也像厨师一样,当然也可以使用任何电子材料,任意搭配设计与作法,设计制造出一部前级放大器,回放出来的声音的音色,各有各不同的多种结果。

记得80-90年间,Burmester就有一部808,稍后Mark Levinson的Cello出了一部Pallet Suit额,成为复杂前级放大器的典范。

Mark Levinson的Cello Suite简单的被动式前级、夸张复杂的全功能型前级我在这里不谈(事实上我在十多年前翻译过一篇Counterpoint 的唱放前前级,共享了17枝真空管,夸张复杂之极),我们将焦点集中在标准的前级应该具备哪些基本架构。

功率放大器、线路放大器和前置放大器的区别和应用

功率放大器、线路放大器和前置放大器的区别和应用

功率放大器‎、线路放大器‎和前置放大‎器的区别和‎应用是由前置放‎大器放大输‎入的信号,比如通过麦‎克风拾取的‎声音信号,由于它比较‎弱,需要先被放‎大到一定的‎电平才可以‎到其它级上‎。

通常前置具‎有较高的电‎压增益,可以将小信‎号放大到标‎准电平上。

线路放大器‎是为了传输‎使用的,为了减小输‎送衰减,使接收方得‎到足够强的‎信号,输送时要进‎行电流放大‎和推动,有时也需要‎提高电压输‎送,比如定压广‎播就是利用‎这个原理的‎。

功率放大器‎主要是放大‎电流,这样才能推‎动低阻的扬‎声器发出声‎音。

当然,这个例子是‎按音频实例‎讲的,若是射频信‎号,和这个讲法‎会有些出入‎,但是意思差‎不多,像发射机的‎功放,输出是输出‎到天线上的‎。

单增益前级‎一开头提到‎,主动式扩大‎机内部具有‎放大电路,一般的增益‎为0至十倍‎,而被动式前‎级使用音量‎电位器衰减‎,其最大输出‎即等于输入‎。

也有一种主‎动式前级,其放大倍率‎与被动式前‎级一样,这就是单增‎益前级。

单增益前级‎的目的在于‎:将前级想象‎成一个缓冲‎器(Buffe‎r),在英文意义‎里,Buffe‎r具有隔离‎、缓冲的作用‎,亦即不改变‎讯源器材的‎信号强度,但以高输入‎阻抗接收,以低阻抗输‎出的观念将‎讯号送出,因此单增益‎前级便具有‎阻抗转换的‎功能。

市面上的单‎增益前级并‎不多,最主要原因‎在于增益往‎往不足,音量开至最‎大依旧意犹‎未尽,国产厂商交‎直流工作室‎推出的En‎c ore前‎级,正是单增益‎前级的具体‎代表。

这部前级使‎用孪生场效‎应晶体管做‎输入,以ZTX双‎极性晶体管‎做输出,具有高输入‎阻抗、低输出阻抗‎的特性,由于零件极‎少,因此S/N比奇高,将音量开至‎最大,耳朵贴近高‎音单体听不‎到任何嘶声‎,音色通透无‎染,细节呈现自‎然,是一部价格‎极其便宜音‎质极其优异‎的单增益前‎级。

前级放大器‎线路越简略‎就是越理想‎吗?有非常多的‎废话谈论前‎级放大器,因此,现在是该为‎它澄清的时‎候了。

宽带前置放大电路(报告)

宽带前置放大电路(报告)

宽带前置放大电路【摘要】:本系统设计的宽带前置放大电路由输入阻抗匹配单元、无源衰减网络、有源放大电路三部分组成,带宽可达40MHz,具有良好的直流和交流特性,输入阻抗匹配单元有50Ω和1MΩ可选,由电阻电容组成的无源衰减网络与后级相匹配可实现不低于DC~35MHz的1倍和10倍衰减,有源放大单元选用TI公司的OPA690和THS4211可实现对信号1倍、2倍、5倍、10倍放大,电路输出电阻近似为0。

一、系统整体方案论证与比较题目要求有源放大电路采用正负5V供电,在正负5V电源及1M欧输入阻抗的条件下进行1倍、10倍衰减,以及1、2、5、10倍有源放大,可供选择方案如下:方案一:为了实现衰减和放大的功能,考虑直接选取可调增益的运放实现,如AD603。

其内部由R-2R梯形电阻网络和固定增益放大器构成,加在梯形网络输入端的信号经衰减后,由固定增益放大器输出,衰减量是由加在增益控制接口的电压决定的,优点是电路集成度高、结构简单。

缺点是此芯片的衰减量是由加在增益控制接口的参考电压决定的,要手动精准控制,难度大;梯形电阻网络的输入阻抗低,不能满足1MΩ的要求;且工作频带仅为50MHz,很难满足题目工作带宽要求。

方案二、根据题目对电路衰减和放大倍数的要求,特别是工作频带高的要求,采用宽带运放,如TI的OPA690、THS4211构成后级有源放大环节,其增益带宽积带宽均在500M以上,满足题目要求的DC~35M工作带宽的要求,1、2、5、10倍放大分开,10倍放大采用5倍与2倍相乘的形式可以降低对单级运放带宽的要求,无源衰减网络采用电阻分压构成,采用电阻分压不会限制输入信号的带宽,阻抗匹配部分采用电阻串并联形式。

综上所述:我们选择方案二作为本次比赛的总体方案。

二、系统整体框图系统整体框图如图2-1所示。

图2-1 系统整体框图三、 系统硬件设计1、输入阻抗及无源衰减部分设计(1)输入阻抗匹配部分输入阻抗要求最大允许误差为2%,同时50Ω输入阻抗可承受5V 的过载能力。

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宽带放大器(A题)
摘要
本作品主要由增益放大器OPA820ID和功率放大芯片THS3091D,分别实现增益信号的调节和末级功率的放大,在20HZ到5MHZ带宽范围之间的小信号进行有效的放大,实现增益0dB到100dB之间连续可调,最大不失真输出电压有效值不小于10V,利用DC—DC变换器TPS61087DRC为末级放大电路供电。

系统主要由三个模块组成:前级放大电路;功率放大电路;供电电路,本设计在放大电路中设计了相位补偿电路和防止产生自激振荡电路,由于电路限用单电源供电,所以在电路设计时加入了合适的偏置。

关键词:宽带增益放大器 OPA820ID TPS61087DRC THS3091D
一方案选择与论证:
分析设计题目的各项要求,放大器的增益调节是重点,而功率放大是本题的难点,因此有以下的方案选择与论证。

1增益放大电路部分
方案一:采用TI公司提供的OPA820ID芯片,采用反相输入比例运算放大电路,设计简单,但容易产生自激振荡,电路稳定性差,不选用此方案。

方案二:采用多级放大器的级联实现增益放大,通过模拟开关选择信号的级联放大,每一级实现不同的增益放大,最终实现的增益等于各级增益之和。

此方案原理简单,但需较多模拟开关和较多运放的级联,增加了系统的成本和不稳定性,而且调试难度较大,增加了本身的不稳定性。

故放弃此方案。

方案三:采用TI公司提供的OPA820ID芯片,采用同相输入比例运算放大电路,设计简单,且能有效避免自激,稳定性好。

采取此方案。

2功率放大部分
方案:由于题目要求采用THS3091ID,所以放弃使用分立元件实现的方
案,而使用集成高速功率放大器THS3091D,驱动负载能力较大,低噪声,采用并联三个THS3091D高速宽带放大器,电路简单,增益可调,而且方便调试,为防止自激,我们采用输入电压从反相输入端输入,由于THS3091D为单电源供电,所以在其同相输入端加入直流偏置电路,以使同相输入电压为Vcc/2.其原理图见下。

总放大增益为16 dB。

而其在输出端能实现大电流输出,完全满足题目要求,实现起来简便易行,易于调试,且噪音小。

故采用此方案。

二理论分析计算:
1 增益分配:
(1)前级放大电路以OPA820ID为核心,其频率上下限控制在10HZ-10MHZ,其电压增益不小于40db。

前级放大电路有两级OPA820ID构成,为实现输入阻抗匹配,系统第一级为缓冲级,为扩展通频带,输入缓冲级增加一补偿电路。

第一级放大倍数为16dB,在其同向输入端加入直流偏置。

第二级放大倍数为16 dB。

题目要求放大电路不失真时输出电压峰峰值大于10V。

频率下限不大于20HZ,上限不小于5MH,而本电路对输入输出电压及频率都有限制,所以,必须合理分配各级放大器的放大倍数。

第一级电路由OPA820ID构成电压串联负反馈,在其同向输入端加入直流偏置电路以使其同相输入端电压稳定在Vpp/2,即2.5V。

为展宽电路通频带,在其电路反向输入负载并联30pf可调电容。

使并联后总的阻抗减小,频率增大,使高频顺利通过。

起补偿作用。

在此电路中,在OPA820ID电源端加入去耦电容和瓷珠。

以稳定输出电压及起滤波作用。

两级放大电路通过隔直电容级联。

末级放大电路以THS3091D为核心,其电压增益为16dB采用并联三个THS3091D高速宽带放大器,为防止自激,我们采用输入电压从反相输入端输入,由于THS3091为单电源供电,所以在其同相输入端加入直流偏置电路,以使同相输入电压为Vcc/2.其原理图见下。

总放大增益为16dB。

而其在输出端能实现
大电流输出,完全满足题目要求,实现起来简便易行,易于调试,且噪音小。

2:放大器带宽增益积
(1)带宽增益积(GBP )是衡量放大器性能的一个重要参数。

电压反馈型运放带宽和增益存在一定关系:从对应波特图可看出:直流到由反馈回路决定得主极点Fc之间,带宽增益积恒定,在该频率以上,如果频率升高一倍增益就会降低一半,运算放大器的3db 宽频率就是Fc 放大器带宽增益积BW*Au=C 常数,所以设计电路时进行折衷选择。

题目要求通频带范围为20HZ-5MHZ,增益大于等于40db ,即Gain>=100V .故其GBP=500 故考虑多级放大器级联。

(2)假设放大电路的高频响应用下面单极点函数表示:
A(jw )=m A /(1+jw /h w ); (2--1)
式中m A 为放大器的中频增益,w 为角频率,h w 为上限角频率,当引入正反馈并假设反馈网络的反馈系数与频率无关的实数B 时,则有:
A
(jw )=A(jw )/[1+BA(jw )]; (2--2)
将式(2--1)代入式(2--2)中得
()jw A f =
[]
H
m B
A m
w B A jw
A
m )1(11+
+
+
(2--3) 由此可知,反馈中频增益为Am=Am/(1+AmB),上限角频率为W hf=Wh(1+AmB) 这说明引入负反馈后,放大电路的上限频率扩展了扩展程度与反馈深度F 有关。

对本系统直流放大器,放大器下限角频率为零赫兹,所以无馈时放大器通频带为BW=h f 接入正反馈后,放大器通频带为
B Wf =Hf f =(1+m A B) B w (2--4) 式(2—4)表明:引入负反馈后放大器通频带扩展到无反馈时的(1+AmB )倍。

而且带宽增益积为一常数。

改善系统幅频特性不仅考虑带宽增益积就足够,还有其他因素的考虑,如运放的摆率,驱动负载的能力小信号的放大后输出信号的质量等。

3:抑制直流零点漂移
零点漂移是指输入信号为零时,由于受温度影响、电源电压不稳定等因素影响,是静态工作点发生变化,并被逐放大和传输,导致电路输出端偏离原固定值而漂移。

抑制零点漂移的措施除了精选元件、选用高稳定度电源以及稳定静态工作点之外,还可用设计差动输入级来抑制零漂。

在实际电路中,我们常采用补偿的办法来抑制。

补偿是指用另外一个元器件来抵消放大电路的漂移,使零点漂移降到最低。

本题我们在前级放大电路均设计了直流偏置电路,使零漂降到较低限度。

4:放大器稳定性理论分析
本作品主要通过采取抗干扰措施提高放大器的稳定性,系统全部采用印制板,减小寄生电容和寄生电感,采用铜板大面积接地,减小地回路。

级间采用同轴电缆相连,避免级间干扰和高频自激。

三:系统电路设计:
1前级放大电路:
前级放大电路有两级OPA820ID构成,此芯片为单电源15V供电。

第一级放大倍数为5倍,在其同向输入端加入直流偏置。

两极反相输入端对地电阻并接一30pf的可调电容,一方面起补偿作用,另一方面通过其阻抗的变化进而影响频率来展宽通频带,使高频顺利通过。

电路如图所示:
(前级放大电路如下)
2 功率放大电路
功率放大电路以集成高速功率放大器THS3091ID为核心,驱动负载能力较大,低噪声,采用并联三个THS3091D高速宽带放大器,电路简单,增益可调,而且方便调试,为防止自激,我们采用输入电压从反相输入端输入,由于THS3091ID为单电源供电,所以在其同相输入端加入直流偏置电路,以使同相输入电压为Vcc/2.其原理图见下。

总放大倍数为4倍。

而其在输出端能实现大电流输出,实现起来简便易行,易于调试,且噪音小。

四抗干扰措施
(1)将增益控制电路和功率放大电路分别装在屏蔽盒中,通过同轴电缆相连,避免极间干扰和高频自激。

(2)系统全部采用印制板,元器件尽量排布紧凑,连线尽量短,设置合理线宽实现阻抗匹配,元器件尽量采用表贴封装。

(3)在电路板下面采用铜板接地,增大系统的接地面积,减小地线上的噪声。

五测试条件与测试数据及表格
2数据测试方案、测试结果及分析
(1)最大输出电压有效值测量
输入端加设置输入信号频率为1MHZ正弦波,调节电压和增益测得不失真最大输出电压有效值。

输入有效值:100mv
预置增益:40db
输出有效值:10.2v
(2)输出噪声电压测量
增益调节到40dB,将输入端短路,输出电压有效值:0.07v
(3)频率特性测试
增益预置为40dB,输入峰峰值为100mV的正弦波,改变输入信号的频率,示波器测量不同频率时输出的有效值。

(4)高增益测试
200mV的正弦信号,改变输入信号的频率,测量输出信号的峰峰值,计算出实际增益。

(5)测试结果分析
系统能够满足所有要求,并有一定提高。

其中误差主要来源于控制电压与增益存在一定的非线性度。

但在误差允许范围内,本次实际符合所有要求。

六总结
系统能够满足题目所有要求,并作了一定的扩展。

在设计过程中充分考虑制作成本和功耗,在各放大档设计尽量使用电阻分压形式来减少运放个数,系统以低耗的三种芯片作为核心,采用低功耗模式,尽可能提高电源利用效率。

附录
(功率放大电路如下图)
(供电电路如下图)
R2J1
504。

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