宽带放大器(B题)
2013大学生电子设计大赛射频宽带放大器（d题）
2013年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项（1）9月4日8:00竞赛正式开始。
本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。
（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。
（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。
（4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。
（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。
射频宽带放大器（D题）【本科组】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A v≥20dB，输入电压有效值U i≤20mV。
A v在0～20dB范围内可调。
（2）最大输出正弦波电压有效值U o≥200mV，输出信号波形无明显失真。
（3）放大器BW-3dB的下限频率f L≤0.3MHz，上限频率f H≥20MHz，并要求在1MHz～15MHz频带内增益起伏≤1dB。
（4）放大器的输入阻抗= 50Ω，输出阻抗= 50 Ω。
2．发挥部分（1）电压增益A v≥60dB，输入电压有效值U i≤1 mV。
A v在0～60dB范围内可调。
（2）在A v≥60dB时，输出端噪声电压的峰峰值U oNpp≤100mV。
（3）放大器BW-3dB的下限频率f L≤0.3MHz，上限频率f H≥100MHz，并要求在1MHz～80MHz频带内增益起伏≤1dB。
该项目要求在A v≥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U o≥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U o≥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）。
宽带放大器_B题_析评
校园电子图３２００３年全国大学生电子设计竞赛Ｂ题，即宽带放大器，湖北赛区参赛队只有１３队应试，占本赛区参赛队总数的５．７％；但全国唯一的索尼杯奖却由该题参赛队获得。
本文试图从对题意的领会、典型高速宽带运放ＡＤ６０３性能介绍及典型设计方案示例三个方面作粗浅释析，意在交流、切磋并望赐教。
对题意的领会对于题目基本部分和发挥部分的要求，最好将其分类、归纳，与教学训练内容结合起来，以便把握操作。
现将宽带放大器需要满足的技术指标整理如下：１．带宽 ３ｄＢ通频带为１０ｋＨｚ～６ＭＨｚ，可以扩展。
２．增益 （１）最小值为１０ｄＢ，基本指标为４０ｄＢ，最大值≥６０ｄＢ。
（２）可步进调节，在１０～５８ｄＢ范围内，步进间隔为６ｄＢ；要求更高时，步进间隔为２ｄＢ。
（３）可预置增益值，并显示。
（４）预置增益值与实测增益值的误差要求：在步进间隔为６ｄＢ时，误差小于２ｄＢ；在步进间隔为２ｄＢ时误差小于１ｄＢ。
（５）带内增益平坦度要求：在增益为４０ｄＢ时，在２０ｋＨｚ～５ＭＨｚ范围内，增益起伏小于１ｄＢ。
（６）自动增益控制要求：在４．５Ｖ≤Ｖ０≤５．５Ｖ范围内，ＡＧＣ范围≥２０ｄＢ，即输入信号的ＶｉＨ／ＶｉＬ大于１２．２倍。
３．最大输入电压幅度（有效值） （１）基本要求≥３Ｖ；（２）扩展要求≥６．５Ｖ；（３）数字显示正弦电压有效值。
４．噪声性能 在ＡＶ＝５８ｄＢ时，输出噪声峰－峰值不大于０．５Ｖ。
５．输入阻抗≥１ｋΩ；负载电阻为６００Ω；单端输入、单端输出。
６．进一步提高各项技术指标，扩展功能。
对题意要求作了如上整理后，在作总体方案设计时，至少有三点思路易于明确：（１）器件选择必须选择宽带、低噪、增益可程控放大的器件，且这类器件必须从新型的高速宽带运算放大器中去寻找；分立元件很难奏效。
（２）硬件系统；根据最大输出电压幅度和最大增益要求，系统可分为３级、２级或１级（满足基本要求）来实现，每级的增益分配都不会太大，易于实现。
（３）增益指标这一项，内容较复杂，但主要都是依靠编程技术来完成。
2003年宽带放大器B题讲解与制作人
采用模拟式AGC方案的子系统级结构图
本题的关键：控制增益的方法
及关键器件选择
• 利用有源器件参数的可控性（器件电阻、增益 ——电
流增益、跨导等）； •
√利用无源网络构成的衰减器；
• 利用无源网络构成的负反馈网络； • 利用D/A转换器构成的衰减器或负反馈网络；
• 选用AD637进行电压有效值的转换测量。
四、说明
4、AGC电路常用在接收机的中频或视
频放大器中，其作用是当输入信号较
强时，使放大器增益自动降低；当信 号较弱时，又使其增益自动增高，从 而保证在AGC作用范围内输出电压的 均匀性，故AGC电路实质是一个负反
馈电路。
发挥第（4）项中本题定义：AGC范围=20log VS2/VS1 -20log VOH/VOL （dB）；要求输出电 压稳定在4.5V≤Vo≤5.5V范围内，即VOL≥4.5V、 VOH≤5.5V。(电压均为有效值）
归纳后的任务
设计并制作一个带宽BW0.7dB 10kHz~6MHz、输出可达3/6V (rms)、最高增益40/60dB（可预置， 步进量6dB，误差≤2dB )、具有 AGC功能( 范围20dB ) 的 宽带放大器
（ 以■色显示的为发挥要求 ）
其 他 要 求
• 20kHz～5MHz频带内增益起伏≤1dB； •放大器增益以及输出电压的有效 值可数字显示； • 输入阻抗大于 1kΩ； • 负载电阻 600Ω； • 输出噪声电压峰– 峰值小于0.5V。
宽带放大器要求的 AGC 特性
下面来讨论该题的 设计方法与步骤
• 充分理解题意； • 系统级设计；
• 关键技术与器件的分析、选择；
• 子系统级设计（数字式AGC、模拟式AGC）；
全国电子竞赛放大器类赛题
“放大器类”赛题2.1.1 “放大器类赛题” 历届都有在9届电子设计竞赛中，“放大器类赛题” 除了1994年外，其它每届都有，共有9题：①实用低频功率放大器（1995年A题）；②测量放大器（1999年A题）；③高效率音频功率放大器（2001年D题）；④宽带放大器（2003年B题）；⑤程控滤波器（2007年D 题本科组）；⑥可控放大器（2007年I题高职高专组）；⑦宽带直流放大器（2009年C题）；⑧数字幅频均衡的功率放大器（2009年F题）；⑨低频功率放大器（2009年G题）。
其中：与音频功率放大器有关的有4题。
与宽带放大器有关的有2题。
与直流、低频放大器有关的有3题。
比较历届赛题可以看到，“放大器类”赛题的要求是越来越高，如：在“程控滤波器（2007年D题本科组）”中要求放大器电压增益为60dB，输入信号电压振幅为10mV。
制作“简易幅频特性测试仪”，其扫频输出信号的频率变化范围是100Hz～200kHz，频率步进10kHz。
在“数字幅频均衡的功率放大器（2009年F题）” 中要求：当输入正弦信号v i电压有效值为5mV、功率放大器接8Ω电阻负载（一端接地）时，要求输出功率≥10W。
功率放大电路的-3dB通频带为20Hz～20kHz。
功率放大电路的效率≥60％。
宽带放大器（2003年B题）”中要求3dB通频带10kHz～6MHz，最大增益≥58dB(3dB 通频带10kHz～6MHz，最大输出电压有效值≥6V，数字显示输出正弦电压有效值。
“宽带直流放大器（2009年C题）”中要求最大电压增益A V≥60dB，输入电压有效值V i≤10 mV。
放大器的输入电阻≥50Ω，3dB通频带0～10MHz；负载电阻（50±2）Ω，最大输出电压正弦波有效值V o≥10V。
注意：放大器同时也是各赛题中一个必不可少的组成部分。
2.1.2 常用的一些放大器（包含OP）芯片历届的“放大器类赛题” （包括其他赛题）中使用到的一些放大器（包含OP）芯片有：AD526精确程控放大器ADI公司，AD603，低噪声、90 MHz可变增益放大器.，ADI公司，AD605双通道、低噪声、单电源可变增益放大器，ADI公司，AD620低漂移、低功耗仪表放大器，增益设置范围1～10000 ADI公司， AD783，采样保持电路，ADI公司，AD811高性能视频运算放大器（电流反馈型宽带运放），ADI公司，AD818高速低噪声电压反馈型运放，ADI公司，AD8011 300 MHz、1 mA 电流反馈放大器，ADI公司，AD8056双路、低成本、300 MHz电压反馈型放大器ADI公司，AD8564，四路7 ns单电源高速比较器，ADI公司，AC524/AC525 5~500 MHz级联放大器，teledyne 公司，BUF634，250mA高速缓冲器，TI公司，/cnCA3140单运算直流放大器，Intersil Corporation，HFA1100 850MHz、低失真电流反馈放大器，Intersil Corporation，INA118精密低功耗仪表放大器，TI公司，/cnLF356 JFET输入运算放大器，National Semiconductor Corpora，LM311具有选通信号的差动比较器，National Semiconductor Corpora，LF356，JFET输入运算放大器，National Semiconductor Corpora，LM393电压比较器，National Semiconductor Corpora，LM7171高速电压反馈运算放大器，National Semiconductor Corpora，LM358/LM158/LM258/LM2904双运算放大器，National Semiconductor Corpora，LM2902,LM324/LM324A,LM224/ LM224A四运算放大器，National Semiconductor Corpora，LT1210 1.1A，35MHz电流反馈放大器，linear公司，/product/LT1210 MAX4256，UCSP封装、单电源、低噪声、低失真、满摆幅运算放大器，Maxim公司，MAX912, MAX913单/双路、超高速、低功耗、精密的TTL比较器，Maxim公司，MAX477 ，300MHz、高速运算放大器，Maxim公司，MAX427/ MAX437低噪声、高精度运算放大器，Maxim公司MAX900高速、低功耗、电压比较器，Maxim公司NE5532双路低噪声高速音频运算放大器，TI公司，/cnNE5534低噪声高速音频运算放大器，TI公司，/cnOP27低噪声、精密运算放大器ADI公司，OP37低噪声、精密运算放大器ADI公司，OPA637，精密、高速、低漂移、高增益放大器，TI公司，/cnOPA637，精密、高速、低漂移高增益放大器，TI公司，/cnOPA642高速低噪声电压反馈型运放，TI公司，/cnOPA690，宽带50MHz、电压反馈运算放大器，TI公司，/cnOPA690 高速、电压反馈型运放（大于等于50MHz），TI公司，/cn PGA202KP，数字可编程仪表放大器，TI公司，/cnTHS3091单路高压低失真电流反馈运算放大器，TI公司，/cnTHS3092高压低失真电流反馈运算放大器，TI公司，/cnTL084，JFET 输入运算放大器，TI公司，/cnµA741标准线性放大器，TI公司，/cn以上各放大器IC和OP的更多资料，可以登录有关网站查询得到（以运算放大器的型号为关键词）。
宽带放大器(王正齐)
宽带放大器作者：王正齐陈华奇邓如岑（华中科技大学）编号：1-16赛前辅导老师：尹仕文稿整理辅导老师：肖看本设计利用可变增益宽带放大器AD603来提高增益和扩大AGC控制范围，通过软件补偿减小增益调节的步进间隔和提高准确度。
输入部分采用高速电压反馈型运放OPA642作跟随器提高输入阻抗，并且在不影响性能的条件下给输入部分加了保护电路。
使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激。
功率输出部分采用分立元件制作。
整个系统通频带为1kHz～20MHz，最小增益0dB，最大增益80dB。
增益步进1dB，60dB以下预置增益与实际增益误差小于0.2dB。
不失真输出电压有效值达9.5V，输出4.5V-5.5V时AGC控制范围为66dB。
方案论证与比较1 增益控制部分方案一：原理框图如图1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。
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。
2所示，使用控制电压与增益成线性关系的可编程增益放大器图1 方案一示意图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。
用电压控制增益，便于单片机控制，同时可以减少噪声和干扰。
综上所述，选用方案三，采用集成可变增益放大器AD603作增益控制。
AD603是一款低噪声、精密控制的可变增益放大器，温度稳定性高，最大增益误差为0.5dB ，满足题目要求的精度，其增益（dB ）与控制电压（V ）成线性关系，因此可以很方便地使用D/A 输出电压控制放大器的增益。
宽带放大器(2010年赛题)
TI杯江苏省电子设计竞赛论文参赛题目：宽带放大器队员姓名：徐峰二年级姜宽宽二年级周锦明一年级设计指导：徐瑞亚徐小平论文指导：徐瑞亚徐小平学校院系：南京信息职业技术学院电子信息学院功率放大器摘要：本作品主要是由四个模块构成：电源、放大电路、有效值滤波电路及单片机显示模块。
采用TI公司的DC/DC专用模块THS61087为设计电路提供±5V和±12V的电源，在前级及次级放大电路中，都通过使用高速运算放大器OPA820对输入信号进行放大，末级由THS3091构成的功率放大电路可实现有效值输出。
最后由MSP430F449实现输出显示，可显示输出的有效值及峰峰值。
本设计采用电压增益器件，进行合理的级联和阻抗匹配，加入末级功率输出，全面提高了增益带宽和输出的电压幅度。
而且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高频自激。
经验证，本方案完成了全部基本功能和部分扩展功能。
关键词：功率放大增益带宽Wideband AmplifierAbstract: This work is mainly composed of four modules: power, amplifying circuit and RMS filter circuit chip and display module. TI company adopts DC /DC module for special circuit design THS61087 provides ± 5V and ± 12V supply, in the former stage and secondary amplifier circuit, by using high-speed OPA820 amplifier amplification of the input signal, the end of the power amplifier circuit THS3091 composition can realize effective output. Finally, by MSP430F449 achieve output can display the RMS values and total output.This design USES the voltage gain devices , and reasonable level of impedance matching, join the power output level, increase the overall gain bandwidth and output voltage amplitude. And comprehensive application of capacitance decoupling filtering, shielded wire transmission anti-interference measures to reduce such high frequency amplifier noise and inhibition of self-excited. This scheme, the basic functions and completed all partial function expansion.Key words: Power amplifier gain bandwidth目录一、方案设计 (4)1.1方案设计与比较 (4)1.1.1电源部分的设计 (4)1.1.2 宽带放大器部分的设计 (4)1.1.3 功率输出部分的设计 (4)1.2系统分析与理论计算 (4)1.2.1放大器带宽增益积 (4)1.2.2放大器稳定性理论分析 (5)二、硬件电路设计 (6)2.1 系统框图 (6)2.1.1系统电源 (7)2.1.2宽带放大器 (8)三、软件设计 (9)四、系统测试与数据分析 (10)4.1 测试仪器 (10)4.2 测试方法及测试结果 (10)五、注意事项 (11)六、总结与展望 (11)七、参考文献 (12)八、附录 (12)一、方案设计1.1 方案设计与比较1.1.1 电源部分的设计方案一：单电源对宽带运算放大器供电。
电子竞赛中作品设计的一般步骤
6.2 电子竞赛作品设计制作步骤与一般的电子产品设计制作不同的是，电子设计竞赛作品设计制作一方面需要遵守电子产品设计制作的一般规律，另一方面要在限定时间、限定人数、限制设计制作条件、限制交流等情况下完成作品的设计制作，电子竞赛作品设计制作有自己的规律。
电子竞赛作品设计制作大约需经过题目选择、系统方案论证、子系统、部件设计与制作、系统综合、调试与测量等步骤，最后完成作品和设计总结报告。
6.2.1 题目选择全国大学生电子设计竞赛作品设计制作时间是4天3晚，3人一组。
竞赛题目一般为5～6题，题目在竞赛开始时〔第1天的8.00〕开启。
以2003年第6届为例共有6题：电压控制LC振荡器〔A题〕、宽带放大器〔B题〕、低频数字式相位测量仪〔C题〕、简易逻辑分析仪〔D题〕、简易智能电动车〔E题〕、液体点滴速度监控装置〔F题〕。
正确地选择竞赛题目是保证竞赛成功的关键。
参赛队员应仔细阅读所有的竞赛题目，根据自己组3个队员的训练情况，选择相应的题目进行参赛制作。
选择题目按照如下原则进行：（1）明确设计任务，即“做什么？”。
选择题目应注意题目中不应该有知识盲点，即要能够看懂题目要求。
如果不能看懂题目要求，原则上该题目是不可选择的。
因为时间是非常紧张的，没有更多的时间让你去重新学习，另外根据竞赛纪律，也不可以去请教老师。
（2）明确系统功能和指标，即“做到什么程度？”。
注意题目中的设计要求一般分基本要求和发挥部分两部分，各占50分。
应注意的是基本部分的各项分值题目中是没有给出的，但在发挥部分往往会给出的各小项的分值。
选择时要仔细分析各项要求，综合两方面的要求，以取得较好的成绩。
（3）要确定是否具有完成该设计的元器件、最小系统、开发工具、测量仪器仪表等条件。
在没有对竞赛题目进行充分地分析之前，一定不能够进行设计。
题目一旦选定，原则上是应保证不要中途更改。
因为竞赛时间只有4天3晚，时间上不允许返工重来。
6.2.2 系统方案论证题目选定后，需要考虑的问题是如何实现题目的各项要求，完成作品的制作，即需要进行方案论证。
宽带功率放大器(MOS管)
实验报告题目：宽带功率放大器（MOS管）专业班级：学号：学生姓名：小组成员：指导教师：起止时间：目录引言..................................................................... 第1章宽带功率放大器设计方案论证...................................1.1 宽带功率放大器的研究目的和意义 ...................................1.2 宽带功率放大器设计的要求及参数 ...................................1.3 使用MOS管作为输出级的好处及其特性 ...............................1.4 设计方案论证 ..................................................... 第2章宽带功率放大器各单元电路设计 ................................2.1 首先确定电源电压 .................................................2.2 关于源极跟随器级的电源 .........................................2.3 OP放大器的电源电路是3端稳压电源。
.............................2.4 整流电路的输出电压和电流 .......................................2.5 整流电路中的二极管和电容器 .....................................2.6 选择源极跟随器用的FET ..........................................2.7 需要有散热片和限流电阻 .........................................2.8 源极跟随器偏置电路的构成 .......................................2.9 选择温度补偿用晶体管2.10 确定偏置电压V B2.11 OP放大器构成的电压放大级2.12 输入电路外围使用的器件2.13 对于扬声器负载的措施第3章宽带功率放大器整体电路设计...................................3.1 整体电路图及原理分析 .............................................3.2 仿真电路参数及实际测试参数 .......................................3.3元器件清单列表................................................... 第4章系统调试中的问题及解决方法................................ 第5章设计总结........................................................参考文献................................................................引言宽带功率放大器的应用开始从军用向民用扩展，目前在无线通信、移动电话、卫星通信网、全球定位系统(GPS)、直播卫星接收(DBS)、ITS通信技术及毫米波自动防撞系统等领域有着广阔的应用前景，在光传输系统中，宽带功率放大器也同样占有重要地位。
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。
2013年电子设计竞赛D题射频宽带放大器(国家二等奖)解析
摘要本设计以低噪声、低功耗、的THS3001和增益可变放大器AD8330运算放大器为主控器件，放大器分别由前级放大、二级增益控制和稳压直流电源等模块。
论文根据放大器系统的特点，结合相关的电路设计理论，设计出了几本符合要求的放大器，系统整体提高电压增益，使电压增益大于dB A V 20≥，放大器dB 3-BW 的下限截止频率≤L f 0.3Z MH ,上限截至频率≥H f 20Z MH ，并要求在1Z MH ~15Z MH 频带内增益起伏dB 1≤。
关键字：THS3001 AD8330 电压增益 截止频率 增益起伏设计报告一、总体方案的选取及确定 1.1 系统方案的确定题目中要求电压增益大于dB A V 20≥，放大器dB3-BW的下限截止频率≤L f 0.3Z MH ,上限截至频率≥H f 20Z MH ，并要求在1Z MH ~15Z MH 频带内增益起伏dB 1≤。
我们从网上查到THS3001的单位增益宽带为420Z MH ，而且它的0.1dB 的平坦宽带为115Z MH ，因此我们首先采用THS3001来作为首级的电压增益，但是发挥部分要求dB A V 60≥，因此电压增益还需扩大，从手册中查到AD8330是一款DC 至150Z MH 的宽带可变增益放大器，适合要求完全低噪声、精确定义增益和适度低失真的应用，因此我们在第二级增益可控部分采用AD8330作为主控元件来控制电压放大的倍数，最后可直接驱动50欧姆的负载。
系统方案框图见图1.1。
输入图 1.1 系统方案框图1.2 各级电路方案的确定 1.2.1 前置放大电路部分方案一：采用场效应管或三极管设计增益放大电路，主要利用场效应管的可变电阻区或三极管的放大区可实现电压增益放大，但是本方案采用了大量的分立元件，电路复杂，在设计本放大器的高频功率条件下，可能会造成电路的稳定性很差，而且很容易受外界噪声等的因素影响，因此未选此方案。
方案二：根据题目要求，电压增益大于dB A V 20≥，放大器dB 3-BW 的下限截止频率≤L f 0.3Z MH ,上限截至频率≥H f 20Z MH ，我们查到THS3001的单位增益宽带为420Z MH ，而且它的0.1dB 的平坦宽带为115Z MH ，非常符合我们题中的要求，因此我们采用此方案来实现第一级放大电路的增益控制。
03年国赛-宽带放大器
本设计由三个模块电路构成：前级放大电路（带AGC部分）、后级放大电路和单片机显示与控制模块。
在前级放大电路中，用宽带运算放大器AD603两级级联放大输入信号，输出放大一定倍数的电压，经过后级放大电路达到大于8V的有效值输出。
ADUC812的单片机显示、控制和数据处理模块除可以程控调节放大器的增益外，还可以实时显示输出电压有效值。
本设计采用高级压控增益器件，进行合理的级联和阻抗匹配，加入后级负反馈互补输出级，全面提高了增益带宽积和输出电压幅度。
应用单片机和数字信号处理技术对增益进行预置和控制，AGC稳定性好，可控范围大，完成了题目的所有基本和发挥要求。
方案论证与比较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,图1为分立元件放大器电路图。
为了满足增益60dB的要求，可以采用多级放大电路实现。
对电路输出用二极管检波产生反馈电压调节前级电路实现自动增益的调节。
本方案由于大量采用分立元件，如三极管等，电路比较复杂，工作点难于调整，尤其增益的定量调节非常困难。
此外，由于采用多级放大，电路稳定性差，容易产生自激现象。
方案二为了易于实现最大60dB增益的调节，可以采用D/A芯片AD7520的电阻权网络改变反馈电压进而控制电路增益。
又考虑到AD7520是一种廉价型的10位D／A转换芯片，其输出V out=Dn×Vref/210，其中Dn为10位数字量输入的二进制值，可满足210=1024挡增益调节，满足题目的精度要求。
它由CMOS 电流开关和梯形电阻网络构成，具有结构简单、精确度高、体积小、控制方便、外围布线简化等特点，故可以采用AD7520来实现信号的程控衰减。
但由于AD7520对输入参考电压Vref有一定幅度要求，为使输入信号在mV～V每一数量级都有较精确的增益，最好使信号在到达AD7520前经过一个适应性的幅度放大调整，再通过AD7520衰减后进行相应的后级放大，并使前后级增益积为1024，与AD7520的衰减分母抵消，即可实现程控放大。
大学生电子设计竞赛高频知识点出题分析
大学生电子设计竞赛高频知识点出题分析作者：张珂唐建祥来源：《科教导刊》2014年第01期摘要全国大学生电子设计竞赛目前在各个高校蓬勃开展，出题分为7个方向，很多题型牵涉到高频知识点，例如高频无线类、信号源类、放大器类和仪器仪表类等，且难度较大。
文章分析了这些题型的特点、解决方案，并就如何提高学生竞赛水平，对教学工作提出了一些教学措施。
关键词电子设计竞赛高频知识点中图分类号：G642 7 文献标识码：ACollege Students Electronic Design ContestHigh-frequency Knowledge Points AnalysisZHANG Ke， TANG Jianxiang（China Jiliang University， Hangzhou， Zhejiang 310018）Abstract National undergraduate Electronic Design Contest is currently flourished in various colleges and universities， the topic is divided into seven directions， many questions involving high-frequency knowledge， such as high-frequency radio category， source type， class and instrumentation amplifiers， etc.， and the difficulty larger. This paper analyzes the characteristics of these kinds of questions， solutions， and how to improve the level of student competitions，presents some teaching measures for teaching work.Key words electronic design； contest； high-frequency knowledge1 高频无线类题目分析每年高频无线类题目的具体要求可参考文献2，下面对此做个具体分析：1.1 简易无线电遥控系统（第2届，1995年C题）这是一题典型的无线通信控制题，由发射和接收两部分组成，发射有编码、调制和发射功放等，接收有放大、解调和解码等；题目要求工作频率为6～10MHz中任选一种，调制方式为AM、FM或FSK等任选一种，收发距离不小于10m。
全国大学生电子设计竞赛—设计总结报告字体要求
全国大学生电子设计竞赛—设计总结报告字体要求全国大学生电子设计竞赛—设计总结报告字体要求设计总结报告字体要求一级标题：小二号黑体，居中占五行，标题与题目之间空一个汉字的空。
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(此处为四号字)四级标题以下的分级标题：五号标宋。
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扩展阅读：202*年全国大学生电子设计竞赛设计报告的评分标准分析202*年全国大学生电子设计竞赛设计报告评分标准分析设计总结报告的评分标准分析项目方案设计与论证（14分）理论计算（14分）电路图及设计文件（6分）测试方法与数据（9分）结果分析（4分）设计总结报告的工整性（3分）总分内容方案比较正确性优良程度满分4648642441评分备注完成程度正确性完整性规范程度方法正确性数据完整性测试仪器（型号）4350参考官方全国大学时电子设计竞赛教程一、电子设计竞赛设计总结报告评分标准和组成1.设计总结报告的评分标准全国大学生电子设计竞赛作品由基本制作部分、发挥制作部分和设计总结报告3部分组成，总分150分设计总结报告是电子设计竞赛作品的一个重要组成部分，占总分的1/3，即50分。
注意：从202*年开始有一个变化，不同赛题的设计总结报告的评分项目和评分标准是不同的。
从202*年开始，竞赛分为本科组和高职高专组分别出题进行比赛，高职高专组的设计总结报告为20分。
从202*年开始，本科组的设计总结报告为30分。
今年的具体评分要求参考本届赛题要求。
全国大学生电子设计大赛之历年全国赛题篇(Word版)历年电子竞赛归纳总结
21世纪内截止2008年电子设计竞赛题目共计：6+6+7+(5+4)=28
积分式直流数字电压表（G题）
【高职高专组】
数据采集与处理类
题目二 多路数据采集系统
E题数字化语音存储与回放系统
E题 数据采集与传输自动往返电动小汽车
简易智能电动车（E题）
液体点滴速度监控装置（F题）
悬挂运动控制系统（E题）
电动车跷跷板（F题）
电动车跷跷板（J题）
【高职高专组】
【高职高专组】
仪器仪表类
题目四 简易电阻、电容和电感测试仪
B题 简易数字频率计
B题 数字式工频有效值多用表
C题 频率特性测试仪
B题 简易数字存储示波器
低频数字式相位测量仪（C题）
简易逻辑分析仪（D题）
集成运放测试仪（B题）
简易频谱分析仪（C题）
音频信号分析仪（A题）数字示波器（C题）
程控滤波器（D题）
电压控制LC振荡器（A）
A正弦信号发生器
信号发生器（H题）
【高职高专组】
高频无线电类
题目三 简易无线电遥控系统
D题 调幅广播收音机
D题 短波调频接收机
F题 调频收音机
单工无线呼叫系统（D题）
无线识别装置（B题）
放大器类
题目一 实用低频功率放大器
A题测量放大器
D题高效率音频功率放大器
宽带放大器(B)
可控放大器（I题）
1994年
1995年
1997年
1999年
2001年
2003年
2005年
2007年
宽带功率放大器(MOS管)
实验报告题目：宽带功率放大器（MOS管）专业班级：学号：学生姓名：小组成员：指导教师：起止时间：目录引言..................................................................... 第1章宽带功率放大器设计方案论证...................................1.1 宽带功率放大器的研究目的和意义 ...................................1.2 宽带功率放大器设计的要求及参数 ...................................1.3 使用MOS管作为输出级的好处及其特性 ...............................1.4 设计方案论证 ..................................................... 第2章宽带功率放大器各单元电路设计 ................................2.1 首先确定电源电压 .................................................2.2 关于源极跟随器级的电源 .........................................2.3 OP放大器的电源电路是3端稳压电源。
.............................2.4 整流电路的输出电压和电流 .......................................2.5 整流电路中的二极管和电容器 .....................................2.6 选择源极跟随器用的FET ..........................................2.7 需要有散热片和限流电阻 .........................................2.8 源极跟随器偏置电路的构成 .......................................2.9 选择温度补偿用晶体管2.10 确定偏置电压V B2.11 OP放大器构成的电压放大级2.12 输入电路外围使用的器件2.13 对于扬声器负载的措施第3章宽带功率放大器整体电路设计...................................3.1 整体电路图及原理分析 .............................................3.2 仿真电路参数及实际测试参数 .......................................3.3元器件清单列表................................................... 第4章系统调试中的问题及解决方法................................ 第5章设计总结........................................................参考文献................................................................引言宽带功率放大器的应用开始从军用向民用扩展，目前在无线通信、移动电话、卫星通信网、全球定位系统(GPS)、直播卫星接收(DBS)、ITS通信技术及毫米波自动防撞系统等领域有着广阔的应用前景，在光传输系统中，宽带功率放大器也同样占有重要地位。
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宽带放大器（Ｂ题）本设计由三个模块电路构成：前级放大电路（带AGC部分）、后级放大电路和单片机显示与控制模块。
在前级放大电路中，用宽带运算放大器AD603两级级联放大输入信号，输出放大一定倍数的电压，经过后级放大电路达到大于8V的有效值输出。
ADUC812的单片机显示、控制和数据处理模块除可以程控调节放大器的增益外，还可以实时显示输出电压有效值。
本设计采用高级压控增益器件，进行合理的级联和阻抗匹配，加入后级负反馈互补输出级，全面提高了增益带宽积和输出电压幅度。
应用单片机和数字信号处理技术对增益进行预置和控制，AGC稳定性好，可控范围大，完成了题目的所有基本和发挥要求。
方案论证与比较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,图1为分立元件放大器电路图。
为了满足增益60dB的要求，可以采用多级放大电路实现。
对电路输出用二极管检波产生反馈电压调节前级电路实现自动增益的调节。
本方案由于大量采用分立元件，如三极管等，电路比较复杂，工作点难于调整，尤其增益的定量调节非常困难。
此外，由于采用多级放大，电路稳定性差，容易产生自激现象。
方案二为了易于实现最大60dB增益的调节，可以采用D/A芯片AD7520的电阻权网络改变反馈电压进而控制电路增益。
又考虑到AD7520是一种廉价型的10位D／A转换芯片，其输出V out=Dn×Vref/210，其中Dn为10位数字量输入的二进制值，可满足210=1024挡增益调节，满足题目的精度要求。
它由CMOS 电流开关和梯形电阻网络构成，具有结构简单、精确度高、体积小、控制方便、外围布线简化等特点，故可以采用AD7520来实现信号的程控衰减。
但由于AD7520对输入参考电压Vref有一定幅度要求，为使输入信号在mV～V每一数量级都有较精确的增益，最好使信号在到达AD7520前经过一个适应性的幅度放大调整，再通过AD7520衰减后进行相应的后级放大，并使前后级增益积为1024，与AD7520的衰减分母抵消，即可实现程控放大。
但AD7520对输入范围有要求，具体实现起来比较复杂，而且转化非线性误差大，带宽只有几kHz，不能满足频带要求。
方案三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，如运放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。
此外AD603能提供由直流到30MHz以上的工作带宽，单级实际工作时可提供超过20dB的增益，两级级联后即可得到40dB以上的增益，通过后级放大器放大输出，在高频时也可提供超过60dB的增益。
这种方法的优点是电路集成度高、条理较清晰、控制方便、易于数字化用单片机处理。
2.后级固定增益部分由两片AD603级联构成的前级放大电路，对不同大小的输入信号进行前级放大。
由于AD603的最大输出电压较小，不能满足题目要求，所以前级放大信号需经过后级放大达到更高的输出有效值。
方案一使用集成电路芯片。
使用集成电路芯片电路简单、使用方便、性能稳定、有详细的文档说明。
可是题目要求输出6V以上有效值，而在电子市场很难买到这样的芯片，而我们买到的如AD811，HA-2539 等芯片，虽然输出电压幅度能满足要求，但是很容易发生工作不稳定的情况。
方案二使用分立元件自行搭建后级放大器。
使用分立元件设计困难，调试繁琐，可是却可以经过计算得到最合适的输入输出阻抗、放大倍数等参数，电阻电容可根据需要更换，在此时看来较集成电路灵活。
因此，我们决定自行设计后级放大器。
系统设计1.总体设计思路根据题目的要求，结合考虑过的各种方案，我们认真取舍，充分利用模拟和数字系统各自的优点，发挥其优势，采用单片机预置和控制放大器增益的方法，大大提高了系统的精度和可控性；后级放大器使用由分立元件设计的推挽互补输出放大器，提高了输出电压有效值。
我们使信号都在单片机的数字算法控制下得到最合理的前级放大，使其放大倍数精确。
图2所示即为本系统原理框图。
输入信号通过前级可控增益放大，放大倍数由单片机通过D/A转换提供的电压控制。
AD603的Vg（=V1-V2）根据公式：增益GAIN=40×Vg+20（dB）来设定，而在AGC模式下，此控制电压Vg是由AGC电路的反馈电压得到，不受单片机控制。
经过前级放大后的信号最后经过后级放大得到需要的输出信号，前级和后级增益的搭配，都是经过精确的测量和计算的。
输出电压经峰值检波电路得到，反馈到单片机，经运算和线性补偿得到有效值，同时单片机推动数码管显示出来。
2．主要电路原理分析（1）直流稳压电源本电源采用桥式全波整流、大电容滤波、三端稳压器件稳压的方法，产生各种直流电压，如正负15V,正负5V等都可以买到相应的固定输出的三端稳压芯片，如LM7815、LM7805。
而电子市场上没有我们要求的前级和后级放大器所需要的+10V和+30V固定输出的三端稳压器件，所以我们采用LM317T可变输出的稳压芯片，典型电路图如图3。
交流输入经过电容滤波后的稳定的直流电送到三端稳压集成电路LM317T 的Vin端。
LM317T是这样工作的：由Vin端给它提供工作电压以后，它便可以保持其+V out端比其ADJ端的电压高1.25V。
因此，我们只需用极小的电流来调整ADJ端的电压，便可在+V out端得到比较大的电流输出，并且电压比ADJ端高出恒定的1.25V。
在LM317T的ADJ端加一个接地的滤波电容，会使纹波抑制比大幅度地提高，给高频小信号运算放大器提供非常稳定的电源。
二极管的作用是当有意外情况使得LM317T的输入电压比输出电压还低的时候防止从输入端上有电流倒灌入LM317T引起其损坏。
其电源电路见本刊网站。
（2）前级放大器和AGC AD603为单通道、低噪声、增益变化范围连续可调的可控增益放大器。
带宽90MHz时增益变化范围为-11～+3ldB；带宽为9MHz时为9～51dB。
增益变化范围可分三种模式进行控制：当5脚与7脚断开时，增益变化范围为9～51dB,当5脚与7脚短接时，增益变化范因为-11～+3ldB,当5脚与7脚之间接一电阻时，可使增益变化范围进行平移。
AD603的简化原理框图如图4所示，它由无源输入衰减器、增益控制界面和固定增益放大器三部分组成。
图中加在梯型网络输入端（VINP）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。
增益的调整与其自身电压值无关，而仅与其差值Vg有关，由于控制电压GPOS/GNEG 端的输入电阻高达50MΩ，因而输入电流很小，致使片内控制电路对提供增益控制电压的外电路影响减小。
以上特点很适合构成程控增益放大器。
为了增大控制范围，我们采取两级AD603级联的方法，如图5所示。
使用AD603制作前置放大器时，主要考虑了共模干扰问题。
前置放大器采用单端输入方式，这时要求运算放大器的另一个输入端与信号输入端阻抗平衡，否则在相位相同的电磁干扰情况下，将产生共模信号输出。
AD603输入阻抗为100Ω，低的输入阻抗将带来如功率、阻抗匹配等若干问题，因此我们在输入前级用三极管搭设了射极跟随器，用以提高输入阻抗。
根据公式：Rin≈βRe,我们取β=150的高频三极管，取Re=1kΩ，使输入阻抗大于150kΩ。
有时由于接收环境的不同、外界干扰的影响，接收到信号的强弱可能变化很大。
特别是传输图像信号时，由于频带宽、电磁干扰严重，不可能无畸变地远距离传输。
当信号较弱时，图像的对比度变小，清晰度差且同步不稳定，无法成像；当信号较强时，会使后级接收端放大器进入饱和区和截止区，导致信号严重失真，而且还会将同步脉冲切割掉，得不到良好的图像。
为了较好地解决这个问题，可使用自动增益控制电路，即AGC电路。
它取出放大器输出的峰值作为增益的控制电压，使最终输出的电压信号保持在某一峰峰值之间，输出较稳定的视频信号。
在图5中，两级AD603可构成具有自动增益控制的放大电路，图中由2N3904和R7组成一个检波器，用于检测输出信号幅度的变化。
由C11形成自动增益控制电压Vagc，流进电容C11的电流为2N3906和2N3904两管的集电极电流之差，而且其大小随第二级AD603输出信号的幅度大小变化而变化，这使得加在两级放大器1脚的自动增益控制电压Vagc随输出信号幅度变化而变化，从而达到自动调整放大器增益的目的。
为了去除50Hz工频干扰和其它低频干扰，我们在两级AD603中作了巧妙的处理，级间加入的串联电容可以与AD603的输入阻抗形成一个高通滤波器，转折频率为1/2πRC,其中R为AD603的输入阻抗100Ω，C为典型的104磁片电容，得结果约15kHz，经测试正好满足衰减3dB起始点为10kHz，从20kHz开始幅频特性曲线平坦的要求。
（3）手动增益预置和控制的实现开环增益手动控制的基本思路是由单片机数字程控，经D/A转换产生控制输出电压，加到图5中两块AD603的1脚来控制。
我们本想利用ADUC812单片机自带的D/A转换功能，但经实践发现其D/A输出很不稳定，难以滤除，而控制电压要求纹波非常小，否则就会给输出信号带来很大噪声。
故我们改变了设计，考虑使用电阻网络AD7520进行控制，其原理如图6所示。
单片机通过74LS373给AD7520赋值，电阻R0用于调节AD7520的参考电压，从而由AMP1得到D/A结果，再由AMP2幅度搬移至前放所需的控制电压-0.5～+0.5V之间，提供给AD603。
（4）后级放大原理图7为后级放大电路图，它是PSPICE 电路仿真时候的电路图，可见本电路是一个典型的单电源供电的对称互补电路。
三极管选用的是B649A和D669A高频孪生对管，T1、T2组成前置放大级，T3、T4组成对称输出级。
在输入信号为0时，调整R1的阻值，可以供给三极管适当的偏置，从而使R9和R10间的电位为Vcc/2。
静态时，通常输出点电位为Vcc/2，为了保证电路工作点的稳定性，我们使用R9、R10和C5将输出端和T1、T2输入端相连，以引入负反馈。
晶体管的ft在很大程度上决定了放大器的带宽。
因为有源负载的频率特性和噪声特性较差，因此我们在电路中采用电阻做负载。
使用分立元件制作后级放大器时，在指标允许的情况下，我们尽量降低输入阻抗，以减少空间辐射带来的干扰。
（5）峰值检波电路图8为峰值检波电路。
峰值检波有两种方案，第一种是使用AD637。
AD637真有效值检测器将输出的交流信号取样回来转换为直流，经过单片机的A/D转换后，显示在数码管上。