一种高增益步进可调的宽带直流放大器设计
宽带直流放大器设计
宽带直流放大器(C题)摘要本系统以两级直接耦合的可控增益放大器AD603为核心,外加跟随器OPA642和电压放大器AD811配合,实现了增益可调的宽带直流放大器。
系统主要由四个模块构成:前置放大电路、可控增益放大电路、后级功率放大电路、单片机显示控制模块。
可控增益放大电路由两级直接耦合的可控增益放大器AD603构成,可实现-20dB到40dB的增益调节范围,配合AD811的固定增益实现0dB到60dB的增益调节范围;后级功率放大电路由高速缓冲器BUF634扩大输出电流,提升放大器的带负载能力。
第二级AD603与固定增益模块间加入直流偏移调零模块,最大限度地减小了整个放大器的直流偏移。
为解决宽带放大器自激问题及减小输出噪声,本系统采用多种形式的抗干扰措施,抑制噪声,改善放大器的定性。
关键词:宽带放大器,可控增益,调零电路,固定增益,功率放大一、系统方案1. 方案比较与选择 (1)可控增益放大方案一:采用可编程放大器的思想,将输入交流信号作为高速DAC 的基准电压,用DAC 的电阻网络构成运放反馈网络的一部分,通过改变DAC 数字控制量实现增益控制。
理论上讲,只要DAC 的速度足够快、精度足够高就可以实现很宽范围的精密增益控制,但是控制的数字量和最后的20dB 不成线性关系而成指数关系,造成增益调节不均匀,精度下降,因此不选用此方案。
方案二:选用两级集成可控增益放大器直接耦合作为增益控制,集成可控增益放大器的增益与控制电压成线性关系,控制电压由单片机控制DAC 产生。
单级集成可控增益放大器AD603具有-10dB 到+30dBdB 的增益控制范围,两级级联后理论上可达到-20dB 到+60dB 的增益控制范围,精度达到0.5dB,带宽90MHz ,可以满足题目指标要求。
采用集成可控增益放大器AD603实现增益控制,外围电路简单,便于调试,而且具有较高的增益调节范围和精度,故采用此方案。
(2)功率放大电路方案一:采用分立元件实现宽带功率放大器,可以实现较大输出电压,但需采用多级高频放大电路,受电路分布参数影响,调试难度大,带宽难以保证,所以不选用此方案。
宽带直流放大器设计
O 引 言
随着通信技术和微电子技术的发展 , 宽带放大器在科研应用中起着越来越重要 的作用【 宽带放大器 ” 。 是音响、 有线电视、 无线通信等系统 中必不可少的部分 , 宽带通信技术 的不断发展对宽带放大器 的要求也 越来越高。 宽带放大器 以低噪声 、 低非线性失真以及 良好的匹配性等特点 , 成为现代无线接入技术和远程
通信系统中的一类极为重要的放大器圆 。 传统宽带放大器的设计主要采用分立元件 , 应用场效应管或三极管 , 采用多级放大电路实现。 由于大 量采用分立元件 , 电路 比较复杂 , 工作点难 以调整 , 增益控制和高带宽均难以实现 , 尤其增益的定量调节 非常困难。 不可控因素较多造成了调试难度增大。 此外 , 由于采用多级放大 , 电路稳定性差 , 容易产生 自激 现象。 本文采用集成芯片 IA 1 、 D 0 进行可控增益放大 , N 27 A 63 设计了一款低噪声宽带直流放大器 。 该方案 电路集成度高 , 稳定性好 , 工作点容易调整, 控制方便 。
第 1 年 ‘ 月 6卷第3 3期 2 1 00
江 苏 技 术 师 范 学 院 学 报
J R A F JA G U T A HE S U I E I Y O E H O O Y 0U N L O N S E C R N V R T F T C N L G I S
Vo _6. . l1 No3
过 A 6 3 A 1 放大 后接 到负 载 。 D 0 和 D8 1 11 压 / 转 换 电路 . 频
为 了能够 自动地连续测量 0 1 H 的信号 , 系统将信号分为高 、 0 z M 本 低频两部分 , 通过压频转换器
收稿 日期 : 0 9 1— 2 修 回日期 : 0 9 1 — 9 20—2 0 ; 20—22 基金项 目: 江苏省高等学校大学生实践创新训练计划 项 目; 江苏技术师范学 院青年科研基金资助项 H(Y 0 03 K Y 73)
增益可自动变换的放大器设计
增益可自动变换的放大器设计一、设计要求1、放大器增益可在1倍→2倍→3倍→4倍四档间巡回切换,切换频率为1赫兹。
2、能够对任意一种增益进行选择和保持(演示:控制某个增益保持时间为4秒)。
二、设计方案1、方案图:2、功能说明:此电路由电源电路,时钟脉冲产生电路,具有延时功能的脉冲产生、反相电路、计数电路、译码驱动电路、数码显示电路、具有选择功能的电路、电阻网络以及放大电路九部分组成。
增益可自动变换的放大器是通过以下方式来实现其功能的:时钟脉冲产生电路控制增益的切换频率,并通过计数电路对某一种增益进行选择;具有延时功能的脉冲产生电路通过对计数电路使能端的控制达到对某一种增益保持的目的;通过译码驱动显示电路显示不同的放大倍数;通过计数电路输出的信号控制具有选择功能的电路来实现不同反馈电阻的接入,从而实现了不同增益范围的切换。
三、电路设计与分析1、时钟脉冲产生电路、具有延时功能的脉冲产生电路及反向电路该部分电路的核心器件是555定时器,其中,时钟脉冲产生电路是由555定时器组成的多谐震荡器,具有延时功能的脉冲产生电路是由555定时器组成的单稳态触发器。
其具体电路如下:图一时钟脉冲产生电路图二具有延时功能的脉冲产生电路及反向电路555定时器(又称时基电路)是一个模拟与数字混合型的集成电路。
按其工艺分双极型和CMOS型两类,其应用非常广泛。
2、555定时器的组成和功能图1—1是555定时器内部组成框图。
它主要由两个高精度电压比较器A1、A2,一个RS触发器,一个放电三极管和三个5KΩ电阻的分压器而构成。
3、555定时器的应用如图所示的时钟脉冲产生电路是用555定时器组成的多谐震荡器,其工作波形如下所示:计算公式如下:输出高电平时间tpL=RP1C2ln2≈0.7RP1C2输出低电平时间tpH=(R2+RP1)C2ln2≈0.7(R2+RP1)C2振荡周期f=1/ tpL+tpH≈1.43/ (R2+RP1)C2由以上计算公式可知:通过确定电阻阻值及电容容值和调节电位器RP1可以实现频率为1赫兹的时钟脉冲输出。
宽带直流放大器设计报告
宽带直流放大器第三组:陈吉洋、杨在然、周佳佳本设计以超低功耗单片机STM32为控制核心,通过可控增益放大器AD603与OPA642分别实现信号增益的调节和末级的功率放大,在0~10M带宽范围内的小信号进行有效放大,实现增益0dB~100dB 范围内的步进程控可调和手动连续可调,最大不失真输出电压有效值达10V。
系统主要由六个模块组成:直流稳压源、前置缓冲电路、可控增益放大电路、滤波器模块、功率放大模块和控制与显示模块。
本设计在前置缓冲电路对信号进行初步处理,减小后续模块中的噪声来源,同时在后级放大电路中利用软件对后级放大器电路进行补偿,把系统的失调和漂移抑制在较低的限度之内。
关键词:可控增益放大器功率放大带宽一、系统方案论证1.总体方案论证分析放大器设计要求的指标,带宽和增益要求高,放大器带宽为10MHz 以上,增益在0dB~60dB之间可调,并且要求能够在50Ω的负载提供有效值为10V 的正弦波输出。
针对上述特点,我们将整个放大器分为五个模块:前置缓冲级,增益可调的中间放大级,末级功率放大级,控制显示电路和直流稳压电源。
系统整体框图如图1所示。
其中难点是增益可调放大级和末级功率放大级,下面对这两个部分的方案分别进行设计论证。
图1、系统整体框图2.1放大器的论证与选择方案一:单运放电路。
简单的测量放大器是由仪器放大器和可变增益放大器级联而成,该放大电路的优点是电路简单,易于实现,但其零漂很大,放大精度也差。
方案二:精密斩波稳零电路。
精密斩波稳零运放具有更加理想化的性能指标,一般情况下不需要调零就能正常工作,大大提高了精度,但其带宽很小,难以满足设计要求。
方案三:模拟增益可编程运放电路。
使用微控制器控制模拟增益可编程运放可以灵活的实现增益的步进,同时可以实现比较大的增益,但其结构和指令比较复杂,开发周期较长。
方案四:多级运放电路。
应用多级运放可以得到很大的增益,并且对单个运放的性能要求较低,系统总增益等于各运放增益的和,可以将信号放大和功率放大分开处理;带宽也比较好控制,可以选择多种耦合方式,充分的发挥出电路的性能;电路结构也比较简单。
基于AD603程控宽带放大器的设计
基于AD603程控宽带放大器的设计摘要本设计是采用AD603可控增益放大器芯片设计的一款高增益,高宽带直流放大器,采用两级级联放大电路了,提高了放大增益,扩展了通频带宽,而且具有良好的抗噪声系数,采用AT89S52芯片控制数模转换(DAC0832芯片)进行程控放大控制,在0—20MHz频带内,放大倍数在0-40dB之间进行调节,增益起伏为1dB。
系统具有键盘输入预置,增益可调和液晶显示,具有很强的实际应用能力。
关键词:AD603,AT89S52,DAC0832,程控放大器,高增益放大器1、方案论证及比较1.1 总体方案框图本系统原理方框图如图1所示。
本系统由前置放大器、中间放大器、末级功率放大器、控制器、键盘及稳压电源等组成。
其中前置放大器、中间放大器、末级功率放大器构成了信号通道。
图1 系统原理框图1.2 增益控制部分方案一原理框图如图2所示,场效应管工作在可变电阻区,输出信号取自电阻与场效应管与对V’的分压。
采用场效应管作AGC控制可以达到很高的频率和很低的噪声,但温度、电源等的漂移将会引起分压比的变化,用这种方案很难实现增益的精确控制和长时间稳定。
图 2 场效应管放大器电路图方案二采用可编程放大器的思想,将输入的交流信号作为高速D/A的基准电压,这前置中间末级键51单片U U稳220V时的D/A作为一个程控衰减器。
理论上讲,只要D/A的速度够快、精度够高就可以实现很宽范围的精密增益调节。
但是控制的数字量和最后的增益(dB)不成线性关系而是成指数关系,造成增益调节不均匀,精度下降。
方案三使用控制电压与增益成线性关系的可编程增益放大器PGA,用控制电压和增益(dB)成线性关系的可变增益放大器来实现增益控制(如图3)。
根据题目对放大电路的增益可控的要求,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,加在其梯型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参考电压决定;而这个参考电压可通过单片机进行运算并控制D/A芯片输出控制电压得来,从而实现较精确的数控。
宽带直流放大器的设计
经比较, 选择方案三。 2、可控增益放大器方案选择 方案一:DAC 控制增益。该方案从理论上讲, 只要D/A 的速度够快、精度够高就可以实现很 宽范围的精密增益调节。但是控制的数字量和 最后的增益(dB) 不成线性关系而是成指数 关系, 造成增益调节不均匀、精度下降, 且 其增益动态范围有限, 故不采用;
3、程控增益控制 AD603的基本增益公式为: Gain(dB)=40VG+10 其中,VG是差分输入电压,单位是V,Gain是 AD603的基本增益,单位是dB。 两片AD603级联,总增益公式为: G(dB)=40VG1+40VG2+20 其中第一级AD603的2脚电压为V12=0.5V,第 二级AD603的2脚电压为V22=1.5V。
宽带直流放大器
一、方案比较与论证
1、滤波电路选择方案 方案一:采用RC 滤波电路, 但RC 滤波衰减 很大; 方案二:采用LC无源滤波器。但是LC无源滤 波器含电感参数设计较复杂; 方案三: 利用高速宽带运放OPA690 设计二 阶巴特沃思滤波器, 其通频带内的频率响应 曲线最大限度平坦, 没有起伏, 而在阻频带 则逐渐下降为零。
3、线性相位 • 线性相位从系统的频率响应来看,就是要求它 的相频特性是一条直线,本系统中,AD603 与AD811均为线性性能很好的增益放大模块, 运放工作在线性状态,滤波器采用线性的无源 梯形网络实现,因此整个放大器系统的相频特 性在通频带内近似于一条直线,可保证系统设 计有较好的线性相位。
4、抑制直流零点漂移 • 由于AD603 有大约20 ~ 30 mV 的输出失调 电压(直流偏移电压) ,当两级AD603 之间采用 直接耦合方式时,前一级AD603 的输出失调电 压会被后一级AD603 所放大。当后级增益较 大时,放大后的信号直流电位会偏离零点,产生 非线性失真。由于AD603 本身没有调零控制 端,所以只能在第1 级AD603 之前再加一级直 流偏移调零电路。
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。
ATA-1000系列大宽带功率放大器
ATA-1000系列宽带放大器
技术参数
简介
高带宽
输入、输出电阻可调
电压增益数控0.5dB 步进调节输出接口香蕉插座、BNC
可选
ATA-1000系列是一款理想的可放大交、直流信号的宽带放大器。
带宽高达DC~24MHz,并且具有50Ω、1MΩ两档输入电阻可选,完美匹配高、低内阻的信号源,实现信号的完美放大。
输出电阻1Ω(香蕉插座输出)、50Ω(BNC 接口输出)可调,客户可根据测试需求灵活选择。
带宽(-3dB)高达DC~24MHz 最大输出电压70Vp-p(±35V)最大输出电流(峰值)1A
型号ATA-1200A ATA-122D 带宽(-3dB)DC~24MHz DC~20MHz 输出形式单端输出差分输出最大输出电压35Vp-p(±17.5V)70Vp-p(±35V)最大输出电流(峰值)
500mA(DC~50Hz)500mA(DC~50Hz)1A(50Hz~24MHz)
1A(50Hz~20MHz)
最大输出功率17.5W
35W
电压增益20dB 可调(0.5dBstep)
26dB 可调(0.5dBstep)
输入波形幅度0~10Vp-p MAX 0~10Vp-p MAX 输入电阻50Ω/1MΩ50Ω/1MΩ输出电阻1Ω/50Ω(可定制)
1Ω/50Ω(可定制)
压摆率2000V/μs 2000V/μs 负载R L 上限
≥17.5Ω(50Hz 以上)
≥35Ω(50Hz 以上)。
基于AD603的直流宽带放大器设计
基于AD603的直流宽带放大器设计直流宽带放大器可以对宽频带、小信号、交直流信号进行高增益的放大,广泛应用于军事和医用设备等高科技领域上,具有很好的发展前景。
在很多信号采集系统中,经放大的信号可能会超过A/D转换的量程,所以必须根据信号的变化相应调整放大倍数,在自动化程度要求较高的场合,需要程控放大器的增益。
AD603是由美国ADI公司生产的压控放大器芯片,具有低噪声、宽频带、高增益精度(在通频带内增益起伏小于等于1dB)的特点。
压控输入端电阻高达50MΩ,在输入电流很小时,片内控制电路对提供增益控制电压的外电路影响较小,适于实现程控增益调节。
故该系统选择AD603为核心实现高增益、低噪声的程控直流宽带放大器。
1系统设计1.1技术指标输入电阻Ri≥50Ω;输入电压有效值Ui≤10mV;带宽0~10MHz,0~9MHz范围内,增益起伏小于等于1dB;程控增益40dB和60dB,以5dB步进;在60dB放大,带载50Ω时,最大输出10V,且无明显失真。
1.2总体设计宽带直流放大器的实现原理框图如图1所示。
该系统主要由宽带运放级联组成,输入信号经由AD603及外围电路构成的放大网络输出,输出增益为36.5dB,带宽15.6M,再由AD811放大,两级可实现40dB增益,在0~10MHz范围内无明显失真。
经AD811放大电路放大的信号再经过AD829实现60dB增益,输出电压有效值10V,信号经过AD829之后进入扩流电路,实现带载50Ω电阻。
单片机mega16通过DAC0832来控制预置增益,编程实现步进增益5dB,实时液晶显示。
图1总体设计框图1.3单元电路分析与参数计算1.3.1前置放大电路分析与设计AD603是一款8引脚的高增益、带宽可调放大器,带宽最大为90MHz.在-1~+41dB 的增益范围内,带宽可达30MHz;在9~51dB的增益范围内,带宽为9MHz.由于带宽增益积的关系,一级AD603无法实现60dB放大,需采取多级级联实现。
可变增益运算放大器设计
可变增益运算放大器设计
可变增益运算放大器是一种能够根据输入信号的大小调整放大倍数的放大器。
它通常由一个可变增益电路和一个运算放大器组成。
以下是一种常见的可变增益运算放大器设计方法:
1. 选择一个合适的运算放大器芯片,如LM741或TL071等。
这些芯片具有高增益和低噪声的特点。
2. 设计一个可变增益电路,可以使用电位器或可变电阻来实现。
这个电路的作用是调整输入信号的放大倍数。
3. 将可变增益电路与运算放大器芯片连接起来。
输入信号通过可变增益电路进入运算放大器,然后经过放大后的信号输出。
4. 调整可变增益电路的参数,以达到所需的放大倍数。
可以通过调节电位器或改变可变电阻的阻值来实现。
5. 进行电路测试和调试,确保放大器的性能符合要求。
可以使用示波器和信号发生器等仪器来检测输入输出信号的波形和幅度。
需要注意的是,可变增益运算放大器设计中需要考虑的因素还包括输入和输出阻
抗、频率响应、稳定性等。
在设计过程中,可以参考相关的电路设计手册和应用笔记,以获得更详细的设计指导。
程控宽带直流放大器的设计
china_54@
3.1 设计任务书
3.1.4 设计及论文的时间安排
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分 第六部分 第七部分 阅读相关资料,学习相关理论知识(3周)。 设计系统的总体设计方案(3周)。 绘制PCB版图并完成硬件系统(3周)。 编制相应的软件设计(2周)。 系统各模块调试以及系统总体联调(2周)。 完成论文写作(3周)。 评阅及答辩。
第3章 程控宽带直流放大器的设计
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本章导读
本章将介绍一种增益可调、通频带可预置的程控宽带直流 放大器,其中包括了宽带直流放大器的原理、硬件的制作、 软件程序的编写及系统的调试等。
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3.1 设计任务书
设计任务书的作用是让设计者了解本系统设计的目的、意义,有关的 要求以及整个设计的时间安排,只有这样才能高质量地完成系统设计。
1. 可控增益放大器部分 方案一:用AD603进行两级放大。 方案二:用AD811和可控电阻权网络AD7520。 方案三:用增益可控直流放大器LMH6505。 综合上述方案,这里选择方案三。 2. 后级固定增益部分 方案一:使用分立元件自行搭建二级放大器。 方案二:使用集成电路芯片。 考虑到性能的稳定性和时间紧迫等因素,这里选择方案二。
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3.3 系统方案论证与理论分析
模拟电子技术中许多器件的物理特性往往是电类学习中的难点,想 要成为一名优秀的硬件工程师必须要对这些特性充分熟悉。在进行方案 设计之前需要对这些知识有个大概了解。
3.3.1 宽带直流放大器总体方案分析
与一般宽带放大器相比,宽带直流放大器要求具有良好的低频放大 特性,其幅频特征示意图如下图所示。所以在芯片选型时,其作用频率 范围要从0Hz开始。
直流宽带放大器的设计
大 众 科 技
DA ZHo NG KEJ
No 6, 01 . 2 1
( u l i l N .4 ) C mua v y o1 2 te
直流宽带放大器的设计
沈
放 谢 风 连
( 南昌大学科技 学院, 江 西 南 昌 3 0 2 3 0 9)
【 摘 要 】文章采 用 A 8S2单片机 作为微控制 器,以可编程增 益放 大器 A 0 T 95 D63为放 大电路 的核 心,设计 并制作 了具有
增益预置和程控等功 能的宽带直流放 大器及 所使 用的直流 电源。 A 0 组 成增益放 大器 , 由 D6 3 实现增益 0 0 B 范围内可按 6 B ~4 d d 步进 调节或连续 可调 ,在 0 MHz通频 带 内增益起伏在 lB 以下 ;输 出在 6 0 ~6 d 0 Q负载上 最大输 出电压有效值 V ≥3 o v,波形无
2 系统框 图设计 .
根据要 求,本系统 设计主要包括 以下几个 部分 :程控增 益放大 、直流稳压 电源 、D A转换 、高速放大隔离及微控 制器 /
等 。系统构成如 图 1所示 。
【 收稿 日期 】2 1— 3 2 01 0— 5
3 方案 论证 . ( )程 控 增 益 放 大 1 采 用 控制 电压与 增益 成线 性 关系 的可 编程 增 益放 大 器 A 63 D 0 。通 过单 片 机控 制 D A 输 出高 精度 直 流 电压来 控 制 / A 6 3内部 的衰减网络,实现精度 ±0 5 B增益可调 。用少数 D0 .d 外围器件配合 A 6 3可实现增益 O 4 d D0  ̄ 0 B连续可调 。 ( )理 论分 析与计算 2 A 6 3主要有三种工作模式 : D0 当脚 5和脚 7 短接 时, D 0 A6 3 的增 益为 4 V + O 0 g l ,这时 的增益 范 围一 0B 0B 1d  ̄3 d ,带 宽为 9Mz 0 h ;当脚 5和脚 7断开时,其增益为 4 V + 0 0 g 3 ,这时 的增 益范 围为 ld  ̄5 d , OB O B 带宽为 9 h ; 5脚和 7 Mz 当 脚接上 电阻, 其增益与带宽范 围将处 于上述两 者之 间。本设计采用脚 5和 脚 7间接 固定 电阻,使得 A 6 3级联增益范 围为 O 0 B 带 D0  ̄4 d , 宽约为 7 M Z 0H ,完全满足设计要求 。 ( )抑制直流零点漂移 3 为 了有效地抑制直 流零 点漂 移,采用 D /C模块供 电, CD 并采用基于差模放 大原理构成的差动式放大 电路 。
宽带直流放大器—— 年全国大学生电子设计大赛(C题)
宽带直流放大器——年全国大学生电子设计大赛(C题)宽带直流放大器宽带直流放大器是一种常见的电子器件,广泛应用于通信系统、射频领域和电源管理等领域。
年全国大学生电子设计大赛的C题正是关于宽带直流放大器设计。
本文将围绕这个题目展开论述。
一、概述宽带直流放大器是一种具有高增益和宽频带的放大器。
它能够在直流到高频范围内提供稳定的放大功能。
在通信系统中,宽带直流放大器常用于信号放大、频率转换和滤波等应用。
而在射频领域,它主要用于功率放大和射频信号传输。
此外,在电源管理中,宽带直流放大器则用于实现高效的电能转换。
二、电路设计1. 选择合适的放大器类型:宽带直流放大器可以采用多种放大器结构,如共射极、共基极和共集极三种基本的放大器结构,或者采用复合放大器结构。
根据具体要求和应用场景,选择适合的放大器类型。
2. 设计合适的输入输出匹配电路:输入输出匹配电路的设计对于宽带直流放大器的性能至关重要。
通过合理选择电阻、电容和电感等元件,并根据实际情况调整其数值,可以实现输入输出电路的匹配。
3. 优化放大器的增益与带宽:宽带直流放大器需要在保证足够增益的同时,实现尽可能宽的频带。
通过合理选择放大器的参数,如电阻、电容和电感等,以及调整器件的尺寸和工作电压等,可以优化放大器的增益与带宽。
4. 提高直流工作点的稳定性:宽带直流放大器在工作时需要保持稳定的直流工作点,以确保放大器正常工作。
可以采用负反馈、电压稳定源等方法,提高直流工作点的稳定性。
三、性能指标1. 增益:宽带直流放大器的增益是衡量其放大能力的重要指标。
增益的大小决定了信号的放大程度,一般以分贝(dB)为单位表示。
2. 带宽:宽带直流放大器的带宽是指在其输出信号的幅度衰减到原始信号的70.7%时对应的频带范围。
带宽的大小决定了放大器能够传输的频率范围。
3. 输出功率:宽带直流放大器的输出功率是指在给定负载下,放大器能够输出的最大功率。
输出功率的大小决定了放大器的输出能力。
一种可控宽带直流放大器的设计
设 计 了一种可控宽带直流放大器 。通频带为 ( 0~5 MH 和( ) z 0~1 ) z 0 MH 可选 , 增益调节 范围为( 0~6 ) B 可驱动 Od ,
2 B in n e i f ot adT l o muiao s nier gwt Maae et eig120 ) . e igU i r t o s n e cm nct n g e n i ngm n,B in 0 2 9 j vs y P s e i E n i h j
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21 00年 8月 第3 O卷 第 4期
宇航 计 测 技 术
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准确度 、 宽频带 、 高增益 、 低噪声 等指标 , 然而 同时
高增益恒跨导低失调轨至轨运算放大器的设计
高增益恒跨导低失调轨至轨运算放大器的设计1 引言运放是电子工程学科中最常用的基础电路元件之一。
其主要功能是接收输入信号,经过处理后输出一个信号,这可以是电压、电流、复合信号等不同形式的信号。
高增益恒跨导低失调轨至轨运放是一种广泛应用的运放类型,其优点包括高增益、宽带宽、低失调和能够处理大量信号等等。
本文将介绍高增益恒跨导低失调轨至轨运算放大器的基本原理和设计方法。
2 关键设计参数高增益恒跨导低失调轨至轨运放的设计需要考虑一系列关键参数。
这些参数包括放大器的增益、带宽、失调、输入阻抗、输出阻抗等等。
下面将分别介绍这些关键参数。
2.1 增益放大器的增益通常是设计时需要优化的主要参数之一。
在高增益恒跨导低失调轨至轨运放的设计中,增益主要取决于差分对输入和不同的反馈电路。
因此,设计者需要选用适当的反馈结构和电容来达成所需的增益。
2.2 带宽高增益恒跨导低失调轨至轨运放的带宽通常被设计为大于几百Mhz,这是因为其应用涉及高速信号处理和光纤通信业等领域。
带宽取决于放大器的极点,因此,在设计时需要确保放大器的布局和电气特性能够支持所选的带宽,以避免输出失真和衰减。
2.3 失调失调是指差分输入信号被误差放大,产生输出偏移的情况。
失调可由差分对的非对称性引起,因此,设计时需要确保差分对的匹配性,以减小失调。
2.4 输入阻抗放大器的输入阻抗取决于前级电阻和差分对的电阻。
输入阻抗影响放大器的干扰抗性和电路的灵敏度。
设计时需要选择合适的前级电阻和差分对的电阻,以实现所需的输入阻抗。
2.5 输出阻抗放大器的输出阻抗通常很低,这是因为高输出阻抗可能会导致信号变形。
输出阻抗与两级输出级的负载电阻有关。
设计时需要选择合适的负载电阻和输出级的电路结构,以实现所需的输出阻抗。
3 设计方法高增益恒跨导低失调轨至轨运算放大器的设计方法包括:3.1 选择运放类型选择合适的高增益恒跨导低失调轨至轨运放类型取决于应用需求。
常用的类型包括单放大器、差动放大器和多级放大器等。
宽带直流放大器范文
陕西理工学院2013年电子设计竞赛题目:宽带直流放大器姓名:赵佳辰李伟波王康完成地点:陕西理工学院北区501高频实验室完成日期: 2013年6月21日宽带直流放大器赵甲辰、李伟波、王康摘要:针对小信号的幅度小、干扰大、线性放大难和提取难度大等问题,设计一种宽带直流放大器,是以可变增益放大器AD603为核心的放大电路。
前级信号调理电路、后级功率放大电路和滤波电路组成。
该放大器具有高增益连续可调、输出波形无明显失真、有效控制零点漂移和噪声、可输出大功率等特性,且在0-10MHZ的频带内信号可放大。
关键词:可控增益;带宽;零点漂移;功率放大器Wideband DC amplifierZhao Jiachen, Li Weibo, Wang KangAbstract: Based on the size of small signal and large disturbance, ifficult to make the linear amplification and extraction is difficult, to design a broadband dc amplifier, based on the variable gain amplifier AD603 amplification circuit as the core. Levels before after signal regulate circuit, power amplifying circuit and filter circuit. The amplifier has high gain continuous adjustable, no obvious distortion of output waveform, effective control of zero drift and noise, can output high power, such as characteristics, and in the 0 to 10 MHZ frequency band signal can be amplified.Key words: Controllable gain; Bandwidth; Zero drift; Power amplifier任务书一、任务设计并制作一个宽带直流放大器及所用的直流稳压电源。