宽带直流放大器实验报告
宽带直流放大器(国赛报告)
宽带直流放大器摘要：本系统采用FPGA和AT89S52单片机构成的最小系统为控制核心，设计了一个输入电压有效值小于10mV的宽带直流放大器。
其3dB通频带为0～10MHz，在0～9MHz通频带内增益起伏不超过1dB。
系统的基本放大器部分主要由前置放大、可控增益放大和后级功率放大构成，其中前级放大采用高速低噪声电压反馈型运放芯片LM6172实现；可控增益放大以AD600为核心，通过12位串行DAC给予不同的控制电压的方式来达到增益步进5dB （手动连续可调）,总增益从0dB到60dB的目的；后级功率放大由3个电流反馈型放大器AD811构成，其输出电压正弦波有效值V o不小于10V，输出信号波形无明显失真。
通过键盘输入控制、人为预置放大器的带宽值和 64*128点LCD显示，本系统界面友好美观，控制方便。
关键词：程控放大，AD600，功率放大正文：一、方案比较设计与论证1.程控放大方案比较与论证方案一：采用三极管搭接实现。
为了满足增益60dB的要求，可以采用多级放大电路实现。
对电路输出采用二极管包络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，电路复杂，设计难度大，增益可控、高带宽均难以实现。
而且不可控因素多，电路稳定性差，调试难度也大。
故不采用。
方案二：采用可编程放大器的思想，将输入的交流信号作为D/A的基准电压。
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，由于控制量和增益呈指数关系，会造成增益调节不均匀。
方案三：使用控制电压与增益成线形关系的可编程放大器PGA，用控制电压和增益成线性关系的可变增益放大器来实现增益控制。
采用可控增益运放AD600实现。
AD600的增益范围为0dB到40dB可调，具有低输入噪声、低失真、低功耗的良好，另外具有直流到35MHZ的高带宽范围，极能满足题目直流宽带放大器各方面的设计要求。
这种方法的优点是电路集成度高，条理清晰，控制方便，易于用单片机处理，能实现系统要求。
宽带直流放大器汇报演示
汪思英
袁识)
第九组 (张超
指导教师： 宓
董卓
茜
梁显)
2014年7月28日
电压增益AV≥40dB，输入电压有效值Vi≤20mV。 可在0～40dB范围手动连续调节。 最大输出电压正弦波有效值V0≥2V，输出信号波形 无明显失真。 3dB通频带0～5MHz；在0～4MHz通频带增益起 伏不大于1dB。 放大器的输入电阻不小于50Ω，负载电阻为 （50±2）Ω。 设计并制作满足放大器要求所用的直流稳压电源。
① 贴片元器件焊接问题；
② 信号发生器和示波器信号不稳定，不好调；
③ 负电源带负载能力不强；
④ 椭圆滤波器阶数过高；
⑤ TLV5638的使用。
视频演示1：简介
视频演示2
Thank you!
AD603构成的前级放大电路
返回
调零放大电路图
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椭圆滤波器
返回
分别设计了-3dB截止频率为5MHz和10MHz的9阶无源滤波器。根据滤波器设计手 册中的归一化设计表格，可以查表得到所需要的电容和电感值。并通过滤波软件仿真， 根据仿真得到的幅频特性曲线对电容电感值做出调整。图C-2-4为10MHz的椭圆滤 波器的电路及仿真幅频特性曲线图。实际测试结果为：截止频率为10.2MHz，带内 起伏不大于0.6dB。
前级放大电路 AD603
调零 放大器
椭圆滤波器 10MHz
后级程 控放大
后级功率 放大器
直流稳压源
直流稳压电源核心部分包括： 电源变压器、桥式全波整流电路、 大容量滤波电路、低压稳压器件 稳压电路。图 C-2-7 为直流稳压 电路图。采用稳定，文波小的线 性电源，其两端压差越小，电源 效率越高。电源变压器有一个初 级线圈和3个次级线圈构成，精确 设计变压器匝数比，为低压差稳 压器件 LT1963 和 LT1175 提供 3 个独立转换电压。LT1963、 LT1175均为可变输出的稳压芯片， LT1963输出正电压，LT1175 输 出负电压，调节每一稳压芯片外 围的两个取样电阻值的比例，灵 活得到±18v、±15v和±5v输出。 低压差稳压器件的使用提高了直 流 稳 压 电 源 的 效 率 。
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。
宽带直流放大器
宽带直流放大器设计报告宽带直流放大器摘要：本设计采用STC89C52RD单片作为其测试和控制核心，能够测试放大前后信号的有效值,通过闭环反馈,实现放大增益的稳定。
本系统用单片机控制模拟开关进行增益程控，控制A/D1100采样，控制数模转换器反馈增益状态，控制LCD数据显示，使整个系统能够协调工作,实现宽带直流放大、稳定增益、增益连续调节的功能，AGC功能，高、低频功率放大。
关键词：宽带直流放大，功率放大，AD1100，AGC1. 系统方案1.1系统基本方案经研究，本系统可以分为以下几个基本系统：处理器，控制放大系统，显示、按统，检波、反馈系统。
通过按键进行频率范围选择，放大增益选择。
经处理器处理后，输出指令，控制放大系统选择正确的放大通道增益。
在输出端设置检波，处理器分析输出信号后，将反馈信号回馈给放大系统，以达到增益稳定的效果。
系统框图构架如图。
图1-1 基本系统框图1.1.1 处理器的选择根据宽带放大器的性能要求，本系统需要处理器辅助的步骤有：测得输入电压信号的频率、根据输入信号频率选择不同的放大通道、将当前的放大状态和放大倍数显示于LCD。
分析可以发现该系统对处理器的要求并高，只要保证能够测得较为精确的信号频率，因此我们决定选用STC51系列单片机，其中一款STC5A6S2自带了0Hz至4MHz测频功能，该处理器既能很好地完成处理任务又可以降低制作成本。
1.1.2 模块方案比较、论证和选择(1) 检波反馈模块：为了得到稳定的放大增益，且达到要求的1dB的波动范围，首先要在输出端设置一个输出信号的幅值检测点，处理分析后合成反馈信号。
方案一：利用AD637作有效值检测，AD637使用简单，且精度较好，但是在我们测试时发现，它的高频响应并不是很好，因此我们试图采用其他的方案。
方案二：在隔除直流的前提下，交流信号的峰值与其有效值呈线性比例关系。
因此可以采用包络电路提取其峰值，经过包络电路后的信号为一直流信号，容易测得。
宽带放大器设计与总结报告
5.总结
本文所设计的宽带放大器具有较强的小信号放大能力和很宽的频带范围。题 目所要求的基本要求已经达到， 而且完成了部分发挥部分。在调试中采用先分级 调试，然后系统联调的方法对整个系统进行调试。 同时发现，由于实验环境干扰很多，需要采用很多的防护措施。整个系统要 摆成一条直线， 不能将功放部分摆到输入那边去了， 以免对输入的干扰造成自激。 信号发生器和数字示波器要插在一个插板上，对着两台仪器共地，可以减少外界 的干扰。 芯片烧热后，放大倍数也会变大。我们平时调试的时候都是调了一段时间， 所以我们是以管子烧热了的状态来校准的。因此测试时，刚上电会有些不准，一 小段时间后，数据就会很准了。这次竞赛，我们有很多体会，收获很多。
宽带放大器设计与总结报告
摘要：本系统主要由前置放大电路、可步进调节电路、功率放大电路、电压放
大倍数检测电路、 单片机控制显示电路和电源转换电路六部分组成。前置放大电 路电压放大倍数为 50， 由两级 OPA842 构成。 可步进调节电路包括按键、 单片机、 D/A 转换器、程序控放大器，其电压放大倍数为 1～100。功率放大电路由两片 THS3091 芯片等组成， 电压放大为 2 倍。 电压放大倍数检测电路中单片机将经 A/D 转换器转换的前置放大电压信号与输出的电压信号进行比较， ，由显示器输出电 压与输入电压比值。在整个系统的带宽为 20Hz～5MHz,电压放大满足基本要求。 输出负载 50Ω ,电路输出电压峰峰值不小于 10V，输出波形无明显失真。由液晶 显示，人机界面友好，有较强的实用性。 关键词：可步进调节 电压放大倍数检测 MSP-EXP430G2553
A/D 转换
电压信号
键盘
显示器
2
成芯片要求的供电电压不同，因此需要电源转换电路，利用开关电源将+5V 电源
优质宽带直流功率放大器的研究
学
院
学 ＋报 （ 自然 科学 版 ）
Ｖｏ ． ６№ ． １２ ３
Ｓｅ ．， ０１ ｐ ２ ２
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｉ ｎ ｊ ｎ ｎ ｔ ｕ ｅｏ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｒ ａ ｏ ｌ ｇｉ ｇＩ ｓｉ ｔ ｆ Ｈｅ ｏ ａ ｔ Ｔｅｈ ｏｏ ｙ
优 质 宽 带 直 流 功 率 放 大 器 的 研 究
盛 程 潜
（ 龙 江 工 程 学 院 电 气与 信 息 工 程 学 院 ， 黑 黑龙 江 哈 尔滨 １０ ５ ） ５ ０ ０
摘
要： 对宽带直 流放大器进行分析和研究 。提 出基于差分 型双渥尔 曼组合 电路 的解决 方案 ， 方案 电路 简单实 用 ，
低， 而且 通频 带常 常设计 在人 耳能 听见 的范 围内 ， 因 此， 只能 在本 专业 场合应 用＿ ］ ２ 。而宽频 带直 流放 大
器 ， 能作宽 带直 流放 大器 ， 既 又可作 为优 质 的音 响放
大使用 。本 文 中的宽 带 直 流放 大 器 ， 用 分立 元 件 采
图 １表示 在 晶体 管 内部存 在 的电阻 和 电容 。实
市 场上质 优 的放大 器大多 采用集 成 电路＿ 。 由 １ ］
于集 成 电路通 用性 强 ， 多 参数 均 在 某 一 范 围 内符 许 合 其性 能 指 标 。但 常 用 的集 成 电路 电 源 耐 压 值 较
１ 差分 放 大共 射 放 大器 原理
１ １ 影 响通频 带 的原 因 ．
巧妙地解决 了直流放大器 中的零点漂移 问题 ， 有效抑 制共模信 号的影 响， 并 确保 直流工作状 态稳定 。同时 ， 在交流 状态情况下 ， 能有效地扩展通频带宽 。
(2021年整理)宽带直流放大器设计-课设报告
（完整）宽带直流放大器设计-课设报告编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（（完整）宽带直流放大器设计-课设报告）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为（完整）宽带直流放大器设计-课设报告的全部内容。
目录1 设计及任务要求 (1)2 方案论证及选择 (1)3 总体设计及单元电路设计........................... 错误!未定义书签。
3。
1总体设计 (2)3。
2前级放大电路 (2)3。
3后级功率放大电路 (3)3。
4电路特点 (4)3.5 元器件清单 (4)4 调试及结果分析 (5)4。
1 通电前检查 (5)4。
2 通电检查 (5)4。
2。
1前级放大电路的调试 (5)4.2.2后级功率放大电路的调试 (5)4。
2。
3整体电路的调试 (5)4.3 结果分析 (6)5 小结 (7)6 设计体会及今后的改进意见 (7)6.1 体会 (7)6.2 本方案特点及存在的问题 (8)6。
3 改进意见 (8)参考文献 (9)1 设计及任务要求宽带直流放大器设计基本要求：(1）电压增益AV=20dB，输入电压有效值Vi=20mV。
AV可在0～40dB范围内手动连续调节。
（2）最大输出电压正弦波有效值V o≥2V，输出信号波形无明显失真。
（3)3dB通频带0～1.5MHz；在0~1MHz通频带内增益起伏≤1dB。
（4)放大器的输入电阻≥50，负载电阻（50±2）。
参考元器件:OPA642，AD811，AD6032 方案论证及选择（1)前级增益控制的选择方案一:前级放大采用OPA642和AD603,第一级用OPA642的同相比例放大电路进行放大，第二级采用AD603的典型电路放大,其增益在-10dB至30dB可调，带宽可以达到90MHz,通过改变缩放比例参考电压来调节增益大小。
设计宽带直流放大器心得总结
100μF 1μF GND IN
连AD603输出 输入
R4 1.5kΩ
+5 5
Rf
3kΩ
至调零放大器 输出
R1 500Ω -5V R2 50kΩ D/A
+5V 0.1μF 7 2
宽带直流放大器
作者:张 超 董 卓 指导老师：宓 茜 梁 显
摘
要
本作品以单片机 MSP430G2553 为控制核心及数据处理核心， 采用可变增益放大器 AD603 作为提高增益的核心器件， 设计并制作了一个宽带直流放大器及所需的高效率直流稳压电源。 使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激，该放大器电路结构简单，性能稳定，功 能完善，达到了各项设计指标，并具有零点自动校准功能，能较好地抑制直流零点漂移。
一、方案比较与选择
题目分析：综合分析题目要求，在较宽的信号带宽（0～10MHZ）内，实现最大电压增 益≥60dB，且能够连续调节增益或能够以 5dB 步距预置增益，是本题的最大难点，也是设计 的重点之一。 另一难点是后级率放大模块的设计要使最大输出电压正弦波有效值 Vorms≥10V。 要得到更好的性能指标，放大电路的零点漂移也是一个很难解决的问题。此外，在整个放大 器的设计中，要考虑其成本。
2.调零放大器电路
该部分为电压反馈型运放 OPA690 构成的一个加法电路，如图 C-2-3 所示。OPA690 具有 1800V/μ s 摆率，单位增益带宽积为 500MHz,完全能够将 AD603 输出信号放大 3 倍。由 D/A 转换器输出电压加在 OPA690 输入端，对 AD603 输出的直流偏置电压进行校正。OPA690 另 一路采用加法方式输入-5V， 调节双通道 D/A 转换器 TLV5638 输出的单极性电压 （0～4.096V） 变换为双极性电压。双通道 D/A 转换器 TLV5638 另一路为 AD603 输出控制电压；调零用的 采样 A/D 转换器利用 MSP430 的内部 A/D，节约了 A/D，降低了系统的成本。
数字电子电路 实验四 直流放大电路 实验报告
数字电子电路实验四直流放大电路实验报告1. 实验目的本实验旨在通过搭建直流放大电路，了解并掌握直流放大电路的基本原理和实验操作。
2. 实验器材- 直流电源- 电阻- 电容- 变阻器- 电压表- 电流表- 示波器3. 实验步骤1. 按照实验电路图搭建直流放大电路。
2. 调节电流表和电压表的量程，确保能够准确读取电流和电压值。
3. 使用示波器观察输入信号和输出信号的波形。
4. 调节变阻器，改变放大倍数，观察输出信号的变化。
5. 记录不同输入信号对应的输出信号的电压值，并绘制输出特性曲线。
4. 实验结果通过实验观察和记录，得到了直流放大电路的输出特性曲线如下图所示：根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 随着输入信号的增大，输出信号的幅度也增大，符合直流放大的特性。
2. 当输入信号超过某一临界值后，输出信号的幅度将趋于饱和，不能继续线性放大。
5. 实验总结通过本次实验，我们深入了解了直流放大电路的基本原理和实验操作。
我们成功搭建了直流放大电路，并观察到了输出特性曲线的变化。
实验结果与理论相符，证明了直流放大电路的有效性。
同时，在实验过程中我们还发现了一些问题和不足之处，例如电路中可能存在的干扰和噪声问题，需要进一步改进和优化电路设计。
以及操作过程中对电流表和电压表读数的准确性要求较高，需要注意操作细节。
通过本次实验，我们不仅加深了对直流放大电路的理论认识，同时也提高了实验技能和实验数据处理能力。
6. 参考资料- 课程讲义和教材- 相关电子电路实验指导书- 互联网相关学术论文和资料。
宽带直流放大器设计报告
宽带直流放大器（杨秋云）组员：李华卫毛丽君杨秋云肖茜雯谭平平摘要：本作品以STM32F103VET6为控制核心，采用宽带放大芯片LMH6624和压控放大器VCA810结合方式，实现了设计中可调增益的要求；采用低噪声电流反馈运放THS3091芯片实现了10V有效值输出的功率放大；在系统设计中，采用了合理的阻抗匹配，规范的线路布局和有效的散热设置，并且综合考虑了去耦、滤波，以及使用同轴电缆屏蔽干扰，降低功耗，减少了高频信号的噪声和自激，全面提高了系统的稳定性。
经测试，指标达到设计的要求。
关键词：STM32F103VET6 LMH6224 VCA810 THS3091一、方案论证与选择1、前级放大模块方案一：采用三极管和各分立元件构成前级放大器。
实现不小于22dB的增益，本方案成本低，但电路复杂，调试繁琐，且电路稳定性差，容易产生自激现象。
方案二：采用集成芯片。
采用放大器LMH6624做前级放大的核心器件，具有低噪声、低功耗、高性能的优点。
所以我们采用此方案。
2、可控增益放大模块方案一：采用场效应管控制增益实现。
采用单片机控制场效应管工作在可变电阻区，利用其电压与电阻的线性关系实现增益的控制，但由于大量分立元件的引入，使得电路复杂且稳定性差。
方案二：采用程控放大器VCA810实现。
因为VCA810的可调范围-40dB~+40dB，那么可直接采用VCA810作为放大的中间调节级对已进行小倍数放大的信号进行再次放大或衰减。
更有一点就是VCA810具有宽带低噪声，并且以dB为单位的线性增益的特点。
该方案方便、稳定，可操作性强，所以采用此方案。
3、低通滤波模块方案一：采用集成芯片实现有源滤波电路。
集成芯片成本较高，而且截止频率难达到设计的要求。
方案二：采用椭圆低通滤波器。
椭圆低通滤波器是一种零、极点型滤波器，它在有限频率范围内存在传输零点和极点。
同样的性能要求，椭圆低通滤波器的通带和阻带都具有等波纹特性，因此通带，阻带逼近特性较好，比其它滤波器所需用的阶数都低，而且它的过渡带比较窄，可以更好的达到设计的要求，所以采用此方案。
宽带放大器报告
宽带放大器设计一．实验要求 1.带宽为6MHZ;2.中心频率为30-40MHZ ；3.放大倍数Au=10倍；4.输入电阻Ri=75Ω，输出电阻Ro=2K Ω;5.电源VCC=12V ,空载Rl=∞; 二．实验步骤 1.电路分析已知电路工作在30-40MHz ，要求三极管为高频管，选取高频管2N2369。
根据放大倍数为10倍，主体电路选用共射放大电路。
宽带放大器中心频率决定了输出回路为LC 选频电路。
最终选择为单管10倍共射极调谐放大器。
2.电路元器件参数设置①选择中心频率为30MHZ ，带宽为6MHZ ，因此Q=f/Bw=5; ②由Q=R/WL 和W=2πf ，01f 2LCπ=得L=2.2uH,C3=39pF③放大倍数Au=e be R r R )1(ββ++≈eR R =10，可得Re=200Ω。
④假设Ic 为20mA ，Uce 设计成21VCC 为6V ；因为R2两端的电压等于Re U U be +，即0.7V+200Ω×20mA=4.7V ，β一般理论取值10，则Ib=20mA/10=2mA ，这里有一个要估算的就是流过R1的电流，一般取值为Ib ，则R3=7.3V/2mA ≈3.7KΩ，R2=750Ω;又R2+R3=12V/2mA=6K Ω考虑到实际上的β值可能远大于10，这样R2、R3取值分别为5KΩ，1K Ω。
⑤输入电阻为75Ω，可得R1与R2、R3并联后的总和约为R1，所以R1=75Ω。
⑥由RC 谐振知f0=RCπ21，可计算出C1=0121f R π，得C1=0.21Pf;同时可计算出C2为11Pf 。
考虑到实际应用，取1C =0.1μF ，2C =10nF 。
3.电路原理图实际电路原理图及各元器件参数如下图：电路原理图4.软件仿真结果分析①示波器观察放大倍数通道A为放大之前波形，通道B为放大后波形。
由分析结果Au=8.975/0.7=12，基本达到预期结果。
②用波特图观察频率值中心频率处放大倍数为23.7db，在中心频率左右两侧3 dB处的频率值为右侧3dB处的频率值为39.6Mhz左侧3dB处的频率值为35.9 Mhz本实验的放大电路的带宽约为4 Mhz。
09年C题实验报告(宽带直流放大器)
2009年全国大学生电子设计竞赛【本科组】宽带直流放大器（C题）摘要：本宽带直放大器使用一片ad8039两级前置放大然后经过由VCA810组成的程控放大电路经过5M和10M的三阶无源滤波器再通过AD811精密运放和BUF634缓冲电路接负载输出，整个系统由单片机通过键盘控制，可以在手动与步进放大倍数之间调节，也可以通过按键调节5M和10M通道的滤波器，该系统性能指标良好，增益可以在0~66.8dB之间调节，在规定的带宽范围内幅度波动没有超过1dB,完成了题目的要求。
关键词：前置放大无源滤波步进放大Abstract:The broadband amplifier using a straight ad8039 two levels of preamplifier and then through a programmable amplifier circuit composed of VCA810 through a 5 m and 10 m of third-order passive filter through AD811 precision op-amp and BUF634 load output buffer circuit, the whole system is controlled by a single-chip microcomputer by keyboard, can step between magnification and manual adjustment, can also use buttons adjust the filter of 5 m and 10 m channel, the system performance is good, can be between 0 ~ 66.8 dB gain adjustment, amplitude fluctuations within the bandwidth of the provisions of no more than 1 dB, completed the topic request.Key Word：pre-amplification Passive filter Step amplification目录1. 系统设计 (1)1.1设计要求 (1)1.1.1设计任务 (1)1.1.2技术指标 (1)1.2方案比较与选择 (2)1.2.1可控增益放大方法比较与选择 (2)1.2.2功率输出部分方法比较与选择 (2)1.2.3直流稳压电源方案比较 (3)2. 单元电路设计及参数计算 (4)2.1前置放大模块 (4)2.2可控增益放大模块 (4)2.3 3dB截止频率为5MHz和10MHz滤波器模块 (5)3. 软件设计 (7)3.1程序总体流程图 (7)3.2程序清单（见附录2） (7)4.系统测试 (7)4.1测试仪器 (7)4.2测试结果 (8)5. 结束语 (10)参考文献 (10)附录 (10)附录1 主要元器件清单 (10)附录2 程序清单 (11)1.系统设计1.1设计要求1.1.1设计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。
宽带直流放大器报告
2009年C题宽带直流放大器本设计利用凌阳单片机自带双路DAC控制可变增益宽带放大器AD603来实现直流宽带放大。
宽带直流放大器中北大学刘明苗江龙冷佳鹏摘要：本设计利用可变增益宽带放大器AD603来实现宽带直流放大，使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激。
整个系统通频带为0～6MHz，在0～5.5MHz内增益起伏小于1dB，最小增益0dB，最大增益53dB。
增益在0～53dB 可实现1dB、3dB、5dB、10dB步进和步减。
最小输入电压小于10mV。
最大不失真输出电压有效值达 3.7V。
本系统的核心控制功能由凌阳单片机实现。
由于其内部资源丰富，内嵌两路10位DAC，因而能更好的实现电路的功能。
关键词：AD603 凌阳单片机宽带直流放大一、方案选择与论证本系统电路分为以下几部分：放大电路、增益控制部分、键盘及LCD显示部分和稳压电源四大功能模块。
1、主放大电路方案一：利用高速运放加数字电位器构造可程控放大器，通过控制数字电位器阻值来控制放大器增益。
但数字电位器建立时间最快也需几us，加之数字电位器3db截止频率一般在几百KHz，当输入信号为MHz数量级下阻值准确性会产生失真，使得程控变得困难，而且高速运放在低频下的响应远不能满足要求。
因此，此方案可行性较差。
方案二：对高低频信号分别搭建两路程控运放电路，通过单片机对输入信号测频进而控制模拟开关进行通道切换。
但是性价比较高的模拟开关一般导通内阻较大，不利于应用于小信号放大电路，加之单片机对宽带信号进行测频实现起来也相当困难。
方案三：利用可变增益宽带放大器AD603级联实现主放大电路。
AD603是一个低噪声、低畸变、高增益精度的增益可调的集成运放；其工作模式有三种，其中工作在模式1时带宽为90MHz。
其控制方式为电压控制型，改变差放输入口GPOS和GNEG之间的电压差Vg，便可实现增益大小的调节。
所以我们选用方案三作为主放大电路的实现方式。
2. 直流稳压电源方案一：线性稳压电源。
宽带直流放大器的设计报告
宽带直流放大器的设计摘要：宽带直流放大器在科研和测量仪器中具有重要作用，本设计以可编程增益放大器VCA822、12位串行D/A芯片DAC7611和TI公司的MSP430F149单片机为核心，设计一种可编程控制电压增益的宽带直流放大器。
宽带直流放大器的电压增益从0dB到60dB，可以通过按键手动连续调节，输出电压有效值从5mV 到12V，控制误差不大于5%，放大器带宽达到10MHz。
最大输出电压正弦波有效值V o≥10V，输出信号波形无明显失真。
在A V＝60dB时，输出端噪声电压的峰－峰值V ONPP≤0.3V。
放大器所用的直流稳压电源的效果比较理想，符合设计的大部分要求。
关键词：宽带直流放大器；MSP430F149；D/A；A/D；可编程。
1.作品简介本设计以VCA822、MSP430F149、DAC7611芯片构成的电路为核心，加上峰点检测电路，滤波放大电路，功率放大电路，按键控制电路，显示电路模块，以实现对宽带直流放大器的电压放大倍数、输出电压进行精确控制并显示。
宽带直流放大器的电压增益从0dB到60dB，可以通过按键手动连续调节，输出电压有效值从5mV到12V，控制误差不大于5%，放大器带宽达到10MHz，在0到9MHz通频带内增益起伏小于等于1dB。
最大输出电压正弦波有效值V o≥10V，输出信号波形无明显失真。
在A V＝60dB时，输出端噪声电压的峰－峰值V ONPP≤0.3V。
所设计的放大器所用的直流稳压电源部分的特性比较好，稳压效果相当理想。
按键和显示电路部分实现人机交互，完成对电压放大倍数和输出电压的设定和显示。
2.方案设计2. 1方案论证与选择本设计采用程控的方法对宽带直流放大器的电压放大倍数进行准确控制，同时也能够在当输入电压在一定的范围内变化时输出电压进行自动稳幅。
由于要实现对该宽带直流放大器的电压增益可调的目的，经过分析，电压增益可控制部分的设计得到如下的三种方案。
方案一：利用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的分压的这个原理。
宽带放大器设计和总结报告
宽带放大器设计和总结报告本系统主要是由宽带放大模块，手动增益控制模块，自动增益控制模块，输出电路显示模块和增益显示模块五部分组成。
当输入的信号进入时经由MAX452/453集成运放组成的三级放大后再经过一固定增益的电压放大器电路后，送入交流信号到有效值变换器AD637取出电压有效值来控制后级的自动增益控制，并显示电压有效值。
另外由大规模Gal(可编程器件)做成的手动增益控制器直接接到运放前级控制电压增益，并在增益显示模块显示电压有效值。
该设计，电路简单，性价比高，带宽可以进一步扩展，具有很广的应用领域。
小，它对高端频段的信号阻抗小，从而减少了放大器的电流负反馈量，提高了高端的增益。
宽频放大器一。
宽频放大器的主要性能指标(1)通频带△f由定义知△f=fH-fL,通常下限频率fL≈O,△f≈fHo,因此放大器通频带的扩展是设法增大上限频率fH数值。
(2)中频电压放大倍数KO:它的定义中频段的输出电压UO与输入电压Ui之比。
(3)增益与带宽乘积KO△f存在矛盾，即增大△f就会减小KO,反之则反，所以要用两者之积才能更全面地衡量放大器的质量。
KO△f越大，则宽频放大器的性能就越好，(4)上升时间ts:它定义为脉冲幅度从10%上升至90%所需时间，放大器的高频特性越好，则上升时间ts越校(5)下降时间tf:它的定义为脉冲幅度从90%下降至10%所需时间，(6)上冲量δ：超过脉冲幅度的百分数，(7)平顶下降量△：脉冲持续期内，顶部下降的百分数，放大器低频特性越好，平顶下降量越校二。
扩展通频带的方法和电路通常使用扩展频带的方法有三种：(1)负反馈法，在电路中引入负反馈，并使负反馈量高频时比低频时小，以补尝高频时输出电压减小的损失，这种方法是在不损坏失低频增益下进行补尝，但它的幅频特性却开不平坦，使输出脉冲波出现上冲；(3)利用各种接地电路的特点进行电路组合，以扩展放大器的通频带，下面介绍扩展带的电路1.电压并联负反馈电路图1是电压并联负反馈电路，这种电路主要补偿晶体管集-基结电容CC.输出电容CO及电流放大倍数β随频率升高而引起放大器增益下降的作用，因为，低频时CO的容抗较小，使UO减校攀？潢摲牥？？？??师？所以，负反馈量也减小，使高。
宽带直流放大器的设计与仿真【开题报告】
毕业论文开题报告机械设计制造及其自动化宽带直流放大器的设计与仿真一、宽带放大器的背景和选题意义伴随着二十一世纪微电子技术领域的广泛发展，在日常生活和生产中就需要能够较长距离的无论在何时何地迅速且准确的实现多媒体的传输，于是，无线通讯技术随之便有了迅捷的的发展，成熟度也有了较大的提高。
本课题所涉及的宽带放大器便是日常通讯系统和其他电子系统中重要的部分。
由此可见，宽带放大器在日常生活以及科学领域的通信系统中有着卓越而显著作用，随着电子科技技术的发展，人们对宽带放大器的要求也越来越高。
当然宽带直流放大器同样在科研中扮演着重要的角色，而宽带运算放大器的运用也比较广泛，例如A/D转换器，D/A转换器，波形放大器，有源滤波器，视频放大器等等的电路中。
日常的通讯，电视广播，各种雷达以及自动控制等各种装置中都有宽带放大器。
所以宽带直流放大器在各个领域中运用非常广泛，有着良好的市场前景和研究意义。
所谓的放大器其实就是能把远方的输入信号的电压或功率实现放大的一种装置，它由数个电子管或者晶体管，电源变压器以及其他一些原件组成。
一般放大器的原理是将高频功率放大器作为发射机的末端，然后将高频已调波信号功率放大，来满足功率放大的要求，然后通过天线将已调波信号辐射到空间中去，来保证在所需区域内的接收器能够接收到满意的信号电平，而且不会干扰到相邻道的通信。
前面所提到的高频放大器是通信系统里面发送装置中的一个重要组件，按高频放大器工作频带的宽窄可以划分为宽带高频功率放大器和窄带高频功率放大器，其中的窄带高频功率放大器又被称为调谐功率放大器或协整功率放大器，其特点是通常以有选频滤波作用的选频电路作为自己的输出回路；因为传输线变压器或其他宽带匹配电路往往被宽带高频放大器作为输出电路，所以宽带高频放大器同样被称为非调谐功率放大器。
二、研究目标与主要内容1、自行设计制作一个宽带直流放大器和所需的直流稳压电源。
2、电压增益AV>=40Db,输入电压的有效值Vi<=20mV.所需电压增益AV可在0-40dB范围内手动连续调节3、要求放大器最大输出电压正弦波有效值Vo>=2V,且输出信号的波形无明显失真。
宽带直流放大器设计报告
题目：宽带直流放大器学院：电子信息工程学院组员：陈福林张健赖海斌宽带直流放大器摘要：宽放直流放大器主要是解决小信号幅度小、干扰大，线性放大难和提取难度大等问题。
本设计是以低功耗MSP430单片机为控制中心，由可变放大器VCA810为核心的放大电路，前级放大电路、后期功率放大电路组成。
该放大器具有高增益且连续可调、输出波形无明显失真、有效抑制了零点漂移及噪声问题。
且在0~10MHz的频带内信号可放大0~51dB，输出信号峰峰值高达10V。
关键词：可控增益；宽带；功率放大；MSP430F169一、系统方案论证与比较1、带宽直流放大器设计方案方案一：采用集成运算放大芯片级联可构成前级放大电路，末级可以使用功率放大芯片保证功率要求，集成芯片使用简单，电路不复杂，并且精度高，采用此方案可以实现该题的指标。
方案二：采用分立元件，利用高频三极管和场强效应管构成多级放大电路，后级用功率器件保证功率输出，通过电压反馈确定增益，它的功率大，可达到该题要求，但此方案电路发杂，并且很容易自激。
方案选定：经过方案比较，我们采用方案一，它更容易实现课题的要求指标。
2、电压增益控制设计方案方案一：通过反馈网络控制放大器的电压增益。
这种方案电路简单容易实现，改变电阻反馈值来确定电压增益。
方案二：在末级放大电路后加衰减网络，对输出电压进行增益控制。
这种方案设计要求高，难度大，电路复杂，不容易实现。
方案选定：经过方案比较，我们采用方案一。
3、直流稳压源设计方案方案一：采用线性稳压电源，用三端稳压芯片实现稳压电路简单，效率高，电源携带的基波与谐波成分少，对整个系统干扰小。
方案二：采用开关电源。
此方案效率更高，但电路复杂，现实难度大，并且输出基波与谐波大，带来的干扰也比较大。
方案选定：经过方案比较，我们采用方案一。
4、系统整体设计框图图 1二、硬件系统设计 1、缓冲电路图2缓冲电路设计如下图2,前置放大电路使用电压跟随器实现，如图2所示。
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宽带直流放大器
摘要：本项目制作了一个宽带直流放大器。
宽带直流放大器主要由输入缓冲级、程控增益放大器、调零电路、功率放大四部分构成。
输入缓冲级采用THS4001高宽带运放对输入高频小信号放大输出给下一级，输入电阻50Ω与信号源进行阻抗匹配；程控增益放大器由AD603构成(-10dB~30dB)增益的高频放大电路，同时由80C51f0202的单片机为核心主控放大器的增益调节；然后再经THS3091对放大信号进行功率放大，使得输出电压达到10V有效值以上的电压，驱动50Ω的负载电阻。
本项目设计的放大器可以达到5MHz以内电压1dB波动，10MHz 以内3dB的衰减；纹波电压（V pp）0.2V；最大不失真输入电压（V pp）59mV；最大不失真输出电压（V pp）5.6V；增益可控范围0~32dB，步进1dB。
关键字：高频；放大器；程控增益；单片机；
1、设计任务与实验要求
1.1 设计任务
设计并制作一个宽带直流放大器
1.2 基本要求
（1）电压增益A V≥40dB，输入电压有效值V i≤20mV。
A V可在0～40dB范围内手动连续调节。
（2）最大输出电压正弦波有效值V o≥2V，输出信号波形无明显失真。
（3）3dB通频带0～5MHz；在0～4MHz通频带内增益起伏≤1dB。
（4）放大器的输入电阻≥50Ω，负载电阻（50±2）Ω。
1.3发挥部分
（1）最大电压增益A V≥60dB，输入电压有效值V i≤10 mV。
（2）在A V＝60dB时，输出端噪声电压的峰－峰值V ONPP≤0.3V。
（3）3dB通频带0～10MHz；在0～9MHz通频带内增益起伏≤1dB。
（4）最大输出电压正弦波有效值V o≥10V，输出信号波形无明显失真。
（5）进一步降低输入电压提高放大器的电压增益。
（6）电压增益A V可预置并显示，预置范围为0～60dB，步距为5dB（也可
以连续调节）；放大器的带宽可预置并显示（至少5MHz、10MHz 两点）。
（7）其他（例如改善放大器性能的其它措施等）。
2、方案论证与选取
2.1 程控增益放大器的论证与比较
方案一：采用场效应管或三极管控制增益。
主要利用场效应管的可变电阻区（或三极管等效为压控电阻）实现增益控制，本方案由于采用大量分立元件，电路复杂，稳定性差。
方案二：采用芯片AD603实现增益控制。
主要由GPOS ，GNEG的电压差值来控制AD603的增益大小，用单片机输出电压直接给定稳定的电压控制电路的增益大小。
其特点是以dB为单位进行调节，可调增益40dB，可以用单片机方便地预置增益，并显示增益大小。
综上所述：方案二条理较清晰、控制方便、易于数字化用单片机处理，鉴于实验要求，选取方案二。
2.2 功率输出电路的论证与比较
方案一：采用分立元件三极管构成功率放大电路。
对于高宽带的信号，对分立元件要求比较要高，要使用高频带的三极管。
而电路器件比较多，复杂，调试很麻烦。
方案二：采用THS3091集成芯片构成功率放大电路。
3091的放大信号频率可到210MHz，输出电流可达250mA，单级运放即可驱动50Ω的电阻，并且集成运放构成的电路性能比较好，易于调试。
综上所述：方案二的方法更能够达到实验的要求，并且容易操作，故采用方案二。
3、系统总体设计
本项目硬件电路主要由输入缓冲级电路，程控增益放大电路、输出功率放大电路构成，由单片机系统主控来调节放大电路的增益大小，同时显示出0～40dB 以内的步进值。
系统总体框图如下图1所示：
信号源前级缓冲电路AD603调节增益后级功率放大C8051F020单片机按键数码管显示
示波器显示波形
图1 系统设计框图
4、单元电路设计
4.1 输入缓冲级
输入缓冲级主要是对信号源的小信号进行信号放大从而达到下一级输入信号的范围，使得输入信号更稳定，电路的整体性能更好。
函数信号发生器有一定的输出阻抗，由于项目要求输入阻抗50Ω，因此对于小信号有一定的损失，要通过输入缓冲电路进行阻抗匹配。
鉴于信号频带要求达到0～10MHz 的通带，因此对于前级放大电路采用高频高速运放THS4001型号的集成运放，频带可达270MHZ ，能够满足项目的制作要求。
如下图2为输入缓冲级电路：
图2 前级缓冲电路图
4001型号的集成运放是电压反馈型的运放，因此采用它构成反相输入的电压并联负反馈电路。
输入电阻为R=50Ω。
阻值的选取均由芯片的使用手册获得，电源电压采用±5V 的电压。
放大倍数：
09.42
3
==
R R A u （1） dB A Gain u 24.12log 20==
（2）
4.2 程控增益放大器
程控增益放大器是指一个通过单片机提供可变电压控制的一个单元单路。
采用AD603为核心构成放大器，由芯片的使用手册可知，引脚VOUT与引脚FDBK 相连，COMM引脚接地，即可构成一个-10dB～40dB增益可调、频带90MHz的放大器。
电路相对简单，电路图如下图3所示：
图3 程控增益电路图
单片机通过对GPOS ，GNEG提供电压值控制电路的增益调节，两个引脚的电压差值可使得芯片的增益从-10dB调节到40dB。
V G
40+
=（3）
G a i n(d B)10
10
Gain30
=（4）
dB
-
~
说明：为芯片提供±5V的电源电压。
4.3 功率放大电路
对高频小信号放大之后，并不能满足实际的需要，若要驱动外电路或负载的运行，还需进行功率放大。
将信号的功率和电流放大，驱动50Ω的负载。
功率放大电路采用THS3091信号的高速运放，频带可达210MHz。
3091为电流反馈型放大器，将信号的电流放大，即放大信号的功率，单级即可驱动50Ω的负载电阻。
电路如图4所示：
图4 功率放大电路图
放大倍数：
22.91
2
==
R R A u （5） dB A Gain u 30.19log 20==
（6）
说明：经3091放大的电压为10以上的有效值，因此采用±15V 的电源电压。
4.4 整体电路图
将各级单元电路直接级联起来，即构成整体的电路图。
如下图5所示： 由式子（2）、（4）、（6）得：
系统总体增益：
dB dB Gain 87.59~87.19=
(7)
5、数据处理与分析
6、仪器与元器件的使用
7、总结
本项目设计的宽带直流放大器基本达到了实验要求。
电路整体设计由输入缓冲级电路、程控增益放大器、功率放大电路构成。