增益带宽可调放大器_杨曌
一种低噪声高增益宽带视频对数放大器
一种低噪声高增益宽带视频对数放大器
王守祥
【期刊名称】《微电子学》
【年(卷),期】1995(25)6
【摘要】着重介绍了一种用于电子对抗系统（ＥＣＭ）预警雷达接收机中的低噪声高增益宽带视频对数放大器的设计原理、制造工艺及其应用，进一步考察了国内外整机系统的发展现状，综合介绍了目前国内外视频对数放大器（ＬＶＡ）的发展及其在整机系统中的应用前景。
【总页数】5页(P22-26)
【关键词】放大器;视频对数放大器;模拟集成电路
【作者】王守祥
【作者单位】电子工业部第24研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN722.58;TN431.1
【相关文献】
1.一种平坦高增益的宽带低噪声放大器设计 [J], 商锋;李亚军;樊红宛
2.一种L波段宽带、平坦高增益低噪声放大器研究 [J], 严评;厉志强;贾玉伟;朱菲菲
3.一种新型的高增益超宽带低噪声放大器 [J], 吕瑛;康星朝
4.一种平坦高增益的宽带低噪声放大器设计 [J], 商锋;李亚军;樊红宛
5.一种高增益、低功耗的超宽带低噪声放大器 [J], 刘丹丹;马铭磷
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用于宽带任意波发生器的可变增益放大器
用于宽带任意波发生器的可变增益放大器
罗阳;栾舰;周磊;武锦
【期刊名称】《电子与封装》
【年(卷),期】2023(23)2
【摘要】在宽带任意波发生器(AWG)研制中,一个重要的挑战来自宽带可变增益放大器(VGA)。
作为设备的信号输出接口电路,VGA承担了输出信号放大、共模电压调节、驱动负载等重要功能,在很大程度上决定了设备的综合性能。
设计了一款适用于宽带AWG的VGA芯片,采用一种改进的数字增益调节架构,在兼顾带宽的同时,消除了模拟控制电压的影响,并确保了增益的单调性。
芯片采用SiGe BiCMOS 工艺实现,测试结果表明,芯片可以实现0.125~2倍的单调增益控制,最小增益步进约为0.125倍;在输入信号频率为4 GHz时的输出信号衰减为-2.83 d B。
【总页数】6页(P50-55)
【作者】罗阳;栾舰;周磊;武锦
【作者单位】中电科思仪科技股份有限公司;中国科学院微电子研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN492
【相关文献】
1.60GHz无线收发机中宽带可变增益放大器的设计
2.基于双重增益控制技术的超宽带可变增益放大器的设计与实现
3.一种具有温度补偿的宽带CMOS可变增益放
大器4.应用于OFDM超宽带系统中的0.18μm G_m-C滤波器和可变增益放大器的设计5.宽带低附加相移可变增益放大器
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60GHz无线收发机中宽带可变增益放大器的设计
60GHz无线收发机中宽带可变增益放大器的设计作者：刘勇董乾何龙来源：《消费电子·理论版》2013年第03期摘要：本文采用TSMC65nmRFCMOS工艺设计实现了一种应用于60GHz高速无线通信接收机中的低功耗、高线性度、dB线性控制型的宽带可变增益放大器。
该电路采用四级改进的Cherry-Hooper放大器级联结构，通过改变每级放大器单元中反馈电阻的大小获得22dB的可调增益。
同时通过采用双负反馈直流失调消除电路，有效的减小了直流失调。
仿真结果表明，可变增益放大器在1.2V低电压下，电路功耗仅为3.5mW，增益变化范围为10dB～32dB；在最大增益32dB时3dB带宽为2.28GHz，增益压缩1dB时输出差分信号摆幅达到566mVpp。
关键词：可变增益放大器；CMOS；低功耗；宽带；Cherry-Hooper放大器中图分类号：TN722 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 06-0046-03一、引言由于60GHz毫米波通信具有高性能、高速率、低功耗以及免许可的5GHz带宽（中国），60GHz无线通信技术被认为是破除通信容量及通信速率瓶颈最具潜力的关键技术，同时60GHz无线收发机系统也日益成为人们关注和研究的方向。
由于接收机所接收到的信号经过的传输介质和路径不同，其信号功率大小在很大的范围内变化，所以需要可变增益放大器提高接收机的分辨率和线性度，从而最大可能的提高整个系统的动态范围。
可变增益放大器就是通过控制自身增益的变化针对不同大小的输入信号放大或缩小，从而得到一个相对恒定大小的输出信号。
对于60GHz无线通信系统，可变增益放大器的设计主要面临着宽带、高线性度、低失调等问题，另外还要要求较小的芯片面积和功耗。
参考文献[1]-[3]主要工作带宽达不到GHz，不能满足系统要求，文献[4][5]功耗过大不能满足系统要求。
文献[6]增益调节范围只有12dB不能满足要求。
基于MSP430的增益可调宽带放大器设计
基于MSP430的增益可调宽带放大器设计
王丹;茅正冲;郝东升;蒋騄天;周孟飞
【期刊名称】《电脑知识与技术》
【年(卷),期】2011(007)019
【摘要】该设计了采用MSP430F1611单片机控制实现一种具有高速处理能力的低功耗、低嗓声的宽带放大器.它主要由前置放大模块、中间级放大模块、功率输出放大模块、A/D模块、控制显示模块和电源模块组成.采用放大器OPA8201D,进行合理的级联和阻抗匹配.加入后级功率输出,可实现增益大于等于40dB(100倍),由单片机实现功能预31和参数控制,稳定性好.设计的宽带放大器具有成本低、功耗小的特点.
【总页数】3页(P4731-4732,4736)
【作者】王丹;茅正冲;郝东升;蒋騄天;周孟飞
【作者单位】江南大学物联网工程学院,江苏,无锡,214122;江南大学物联网工程学院,江苏,无锡,214122;江南大学物联网工程学院,江苏,无锡,214122;江南大学物联网工程学院,江苏,无锡,214122;江南大学物联网工程学院,江苏,无锡,214122
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.增益可调宽带CMOS低噪声放大器设计 [J], 程知群;傅开红;李进;周云芳
2.增益可调的射频宽带放大器设计 [J], 梅杰;刘雅娴;曾天龙;梁巧君
3.一种高增益步进可调的宽带直流放大器设计 [J], 李文剑;王小虎
4.可调增益宽带放大器设计 [J], 乔鼎恒;吴小林;叶青;庞学策;
5.基于MSP430的增益可调宽带放大器设计 [J], 王丹;茅正冲;郝东升;蒋騄天;周孟飞
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60GHz无线收发机中宽带可变增益放大器的设计
ｇ ｍ ３ Ｒ Ｉ Ｒ ２ Ｒ ｆ ｃ ３ ＋ Ｒ ， Ｒ ２ （ ｃ ２ ＋ Ｃ ３ ）
＋ ＋尺，＋ｇ ｍ３ Ｒ１ Ｒ２
．
Ｒ ｒ Ｒ（ ｃ ｌ ＋ Ｃ ３ ） ＋ ＲＲ ２ （ ｃ ｌ ＋ ｃ ２ ）
Ｒ ＋Ｒ ２ ＋ Ｒ Ｔ ＋ ｇ ｍ ３ Ｒ １ Ｒ ２
（ ６ ）
一 卿
消 费 电子
２ ０ １ ３年 ３月 下 Ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｍａ ｇ ａ ｚ ｉ ｎ ｅ 计 算机 科 学
尺 １ Ｒ ｒ （ ｃ ｌ Ｃ ３ ． － ｝ － Ｃ ２ Ｃ ３ － ｑ － Ｃ １ Ｃ ３ ）
（ ５ ）
蜀＋ ＋ 尺 ， ＋ｇ ｍ ３ Ｒ １ Ｒ ：
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的直流信号是直接连接 Ｃ ｈ ｅ ｒ ｒ ｙ — Ｈ ｏ ｏ ｐ ｅ ｒ放大器跨导级 的输 出或 者跨 阻级 的输入，以更小的功耗更好地抑制直流 失调 。整体电 路结构如 图 ５所示， 它包括 四个 由电压 Ｖ ｃ 控制 的可变增益放大 器核心单元 （ Ｖ Ｇ Ａ ） 、一个缓冲器 （ Ｂ ｕ ｆ ｆ ｅ ｒ ）以及双负反馈直流 失调消除电路 。
一
图５ Ｖ Ｇ Ａ系统结构框 图 三 、仿 真 结 果 当 ｇ ｎ ］ ３ ・ Ｒ ｒ ） ＞Ｉ ，ｇ ｍ ３ ・ Ｒ ） ）１ ， ｇ ｍ ３ ・ 见＞ ＞１ ， 兄＞ ＞ ， Ａ Ｗ 本文提 出的可变增 益放大器采用 Ｔ Ｓ Ｍ Ｃ ６ ５ ｎ ｍ Ｃ Ｍ Ｏ Ｓ工艺进行 — ｇ ｍ ・ 兄。但是实际 由于低 电压的限制 ，上述条件不能满足 ， 设计和仿真 ，仿真结果 由ｃ ａ ｄ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｅ 工具仿真得 出。 该结 所 以直流增益不仅仅取决于 ｇ ｍ ｌ 和 毗， 还受 ｇ ｍ ３ ， Ｒ １以及 Ｒ ２的 构在 １ ． ２ Ｖ低电压下，工作总 电流 为 ２ ． ９ ｍ Ａ ，功耗仅为 ３ ． ５ ｍ Ｗ 。 影响 ，为 Ｒ ｂ和 Ｒ ｄ增加 Ｐ Ｎ Ｏ Ｓ电流源分担偏置 电流也 是基于此， 在不同控制 电压下的频率特性 曲线如 图 ６所示 。最大增益 ３ ２ ｄ Ｂ 尽可能减小其对增益 的影响。传输 函数表达式中 Ｒ １ 、Ｒ ２ 和ｃ １ 、 时 ，带 宽为 ２ ． ２ ８ Ｇ Ｈ ｚ ，在 最 小 增益 ｌ Ｏ ｄ Ｂ时 ，带 宽达 到 ３ ． ２ ６ Ｇ Ｈ ｚ 。 ｃ ２分别是 ｘ 、Ｙ节点的等效 电阻和 寄生 电容 ，Ｒ ｆ 和Ｃ ３分别是跨 在 ２ Ｇ Ｈ ｚ 频率处，电压增益随控制 电压的变化如图 ７ 所示。增益 接在 Ｍ ３ 和Ｍ ４栅漏两端 的电阻和 电容 。从传输 函数表达式可 以 随控制 电压基本呈 ｄ Ｂ线性变化，控制 电压由 ３ ０ ｍ ｙ变化到 ２ ５ ３ ｍ 看 出，该结构包含两个左半平面极点以及一个右半平面零点， ｖ ，增益可变范围为 ２ ２ ｄ Ｂ ，最大增益误 差小于 ２ ｄ Ｂ 两极点分别 由 ｘ 、Ｙ点的等效 电阻和寄生电容决定，由 （ ３ ）和 （ ４ ）式可知 ，当 尼＞ ＞ ，尼＞ ＞ 时，等效 电阻为 １ ／ ｇ ｍ ３ ，相 对 于其他结构的负载阻抗较小 ，容易实现宽带。 （ 二 ）直 流 失调 消 除 电 路设 计
一种宽带平坦增益的可变增益低噪声放大器[实用新型专利]
![一种宽带平坦增益的可变增益低噪声放大器[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/344e53baad02de80d4d840eb.png)
专利名称：一种宽带平坦增益的可变增益低噪声放大器专利类型：实用新型专利
发明人：薛泉,徐涛涛
申请号：CN202020719651.7
申请日：20200430
公开号：CN212210952U
公开日：
20201222
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种宽带平坦增益的可变增益低噪声放大器。
所述放大器包括包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第五电感、第一偏置电阻、第二偏置电阻、第一NMOS晶体管、第二NMOS晶体管、第一组开关晶体管、第二组开关晶体管、n个电阻、n个控制电压、直流偏置和电源；其中，第一组开关晶体管、第二组开关晶体管均分别包括n个开关晶体管。
本实用新型通过输入晶体管的栅漏采用变压器实现更好的噪声匹配和宽带输入匹配之间的折衷，双栅极电感峰化技术实现宽带的平坦增益响应；数字开关对实现电压平坦增益的控制。
申请人：华南理工大学
地址：510640 广东省广州市天河区五山路381号
国籍：CN
代理机构：广州粤高专利商标代理有限公司
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一种高输出电压的增益带宽可调的程控放大器设计
1 系统总体设计方案
Abstract：Based on STM32F103RET6 microcontroller，this paper presents a programmable gain amplifier with
high output voltage and adjustable bandwidth，which can use keyboard to set the gain and cut-off frequency of the system，and display it on LCD at the same time. This system consists of voltage amplifier module，frequency acquisition module，voltage regulator module，booster module and control and display module equipped with STM32F103RET6 microcontroller.The system can adjust the gain in the range of -34 to 46 dB continuously. The maximum peak output voltage of the system can reach ±50 V by raising the voltage through the booster circuit. At the same time，the microcontroller combines with the frequency sampling module to realize the function of arbitrarily setting the upper cut-off frequency of the system and real-time measuring the current frequency. After testing，the whole system works stably with low noise，and the cutoff frequency of the system is about 10 MHz at the maximum g压；截止频率
一种高增益、大带宽跨阻放大器的设计
一种高增益、大带宽跨阻放大器的设计杨赟秀;袁菲;明鑫;邓世杰;路小龙;景立;呙长冬【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2017(040)006【摘要】作为激光近炸引信中探测与目标识别核心元件的光电探测器,其性能取决于光电二极管和相应的放大电路.针对引信、制导应用对光电探测器的要求,提出一种新型高增益、大带宽跨阻放大器设计.该跨阻放大器由两级放大电路构成,第1级由两个对称的RGC(Regulated Cascode)结构组成,消除光电二极管漏电流对直流工作点影响,隔离光电二极管寄生电容提升工作带宽;第2级放大电路由3个级联的反相放大器构成,是跨阻放大器的主要增益级;最后以射级跟随器输出,为后续系统提供足够的电压摆幅.该电路基于SMIC 0.35μm标准CMOS工艺设计,仿真结果表明:跨阻增益为110.2 dBΩ,带宽为46.7 MHz,40 MHz处的等效输入噪声电流低至1.09 pA/Hz,带宽内等效输出噪声电压为5.37 mV.测试结果表明,跨阻放大器增益约为109.3 dBΩ,输出电压信号上升时间约为7.8 ns,等效输出噪声电压大小为6.03 mV,功耗约为10 mW,对应芯片面积为1560μm×810μm.%The performance of photoelectric detectors,as the core element for detection and object identification of laser proximity fuse,depends on the photodiode and corresponding amplifier circuit. Aiming at the requirement of fuse and guidance application, a kind of high gain and high bandwidth TIA is proposed. The TIA consists of two-stage amplifier. The first stage is composed of two symmetrical Regulated Cascodes which eliminate the influence of photodiode's leakage current on DC Operating point andinsulate the parasitic capacitance of photodiode to increase the bandwidth of TIA. The second stage consists of three cascade current reuse inverter which is used as the main gain stage. As the output stage, emitter follower is used to provide enough voltage swing for following system. The circuit design is based on SMIC 0.35 μm standard CMOS process. The simulating results indicate that the transimpedance gain is 110.2 dBΩand the bandwidth is 46.7 MHz. At the frequency of 40 MHz the equivalent input noise is as low as 1.09 pA/ Hz and the whole equivalent output noise voltage is 5.37 mV within the frequency bandwidth. Testing results indicate that the transimpedance gain is 109.3 dBΩ,the output rise time is 7.8ns,the e-quivalent output noise voltage is 6.03 mV,and the total power dissipation is less than 10 mW. The die size is 1560μm×810 μm.【总页数】5页(P1451-1455)【作者】杨赟秀;袁菲;明鑫;邓世杰;路小龙;景立;呙长冬【作者单位】西南技术物理研究所激光光电基础技术部,成都610041;西南技术物理研究所激光光电基础技术部,成都610041;电子科技大学微电子与固体电子学院,成都610054;西南技术物理研究所激光光电基础技术部,成都610041;西南技术物理研究所激光光电基础技术部,成都610041;西南技术物理研究所激光光电基础技术部,成都610041;西南技术物理研究所激光光电基础技术部,成都610041【正文语种】中文【中图分类】TN492【相关文献】1.一种高增益大带宽的增益自举型折叠共源共栅放大器设计 [J], 王停;唐海林;赵宗佑;于跃宝2.一种高增益低噪声低功耗跨阻放大器设计与实现 [J], 唐立田;张海英;黄清华;李潇;尹军舰3.一种高性能跨阻式测量放大器的设计 [J], 马玉清;李如平;吴房胜4.一种高增益宽带共栅CMOS电流模跨阻放大器 [J], 杨仕强;方健;张波;张正璠;李肇基5.MEMS谐振器中高增益跨阻放大器设计 [J], 谢勇;来强涛;陈华;姜宇;郭桂良;阎跃鹏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
增益带宽可调放大器
增益带宽可调放大器杨曌【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2013(000)011【摘要】This paper describes design and fabrication of super quality amplifier with adjustable gain bandwidth. Multiple measures were taken by this design to reduce noise, increase efficiency, and negative feedback to inhibit of zero-point drift. Measurement shows that this amplifier meets the design requirements, and can provide reliable reference for practicability of industrial production and electronic competition.% 本论文介绍一款高指标的增益带宽可调放大器的设计与制作。
设计采用多重措施来降低噪声，提高效率，并且采用负反馈思想抑制零点漂移。
实测表明，设计出的增益带宽可调放大器各项指标能很好地达到设计要求，具有一定的实用性，为工业生产和电子竞赛提供可靠参考。
【总页数】2页(P16-17)【作者】杨曌【作者单位】东南大学，211189【正文语种】中文【相关文献】1.ADI公司新的可变增益放大器——在工业最高电源电压和宽温度范围具有无与伦比的增益和带宽 [J],2.一种高增益大带宽的增益自举型折叠共源共栅放大器设计 [J], 王停;唐海林;赵宗佑;于跃宝3.集成运算放大器的特性及其在音频放大器中的应用(二)——开环增益特性和增益带宽积 [J], 张达4.一种增益可调CMOS恒带宽单片放大器 [J], 杨谟华;于奇5.一种高输出电压的增益带宽可调的程控放大器设计 [J], 赵中琦; 崔鸣; 张新因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于宽带高增益的放大器设计
基于宽带高增益的放大器设计陈亮名;杨昆【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2014(000)015【摘要】This paper describes an approach based on integrated operational amplifier for wideband high gain amplifier, this system creative use two wideband voltage controlled amplifier VCA822, with wideband op amp OPA690, completed a passband 50 kHz~40 MHz, 0~68 db adjustable gain broadband high-gain amplifiers. Amplifier noise, the pass band range, a large maximum magnification level after adding the switching manual switching automatic gain control circuit module power down module is made. System uses a variety of ways to eliminate the high-gain, high-frequency self-excited. Amplifier input and output impedances are 50Ω, convenient and front stage circuit match.%文中介绍了一种基于集成运算放大器实现的宽带高增益放大器，本系统创造性地利用两级宽带运放VCA822压控放大，宽带运算放大器OPA690输出，完成了一个通频带50 kHz~40 MHz，增益0~68 dB可调的宽带高增益放大器。
一种增益可调CMOS恒带宽单片放大器
一种增益可调CMOS恒带宽单片放大器
杨谟华;于奇
【期刊名称】《电子科技大学学报》
【年(卷),期】1995(24)2
【摘要】基于电流跟随器和负反馈原理，并结合电流镜像与虚地技术，得到了一
种具有不依赖于闭环电压增益的１２０ｋＨｚ￣８ＭＨｚ恒定带宽，增益０￣６０ｄＢ可调，最高稳定工作频率５ＭＨｚ，功耗５．２ｍＷ的高性能ＣＭＯＳ放大器，其ＳＰＩＣＥ模拟表明，该放大器电气性能优越，模拟结果与理论分析比较吻合；可采用３￣５μｍ硅栅ＣＭＯＳ工艺技术单片化集成实现，并可望用于宽带视频放大等模拟信号处理领域。
【总页数】5页(P159-163)
【作者】杨谟华;于奇
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TN722.74
【相关文献】
1.低电压高增益带宽CMOS折叠式共源共栅运算放大器设计 [J], 张蕾;王志功;孟
桥
2.一种高输出电压的增益带宽可调的程控放大器设计 [J], 赵中琦; 崔鸣; 张新
3.一种高单位增益带宽CMOS全差分运算放大器 [J], 朱小珍;柴常春;朱樟明
4.基于0.18μm SiGe BiCMOS工艺的带宽为2 GHz的高精度可变增益放大器 [J],
谢江滨;秦希;方飞;林楠;洪志良
5.一种高增益带宽CMOS全差分运算放大器的设计 [J], 陈恒江;刘明峰;郭良权;王成
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电 子 测 试
0 前言
在实际应用中，需要放大的信号往往在一定频率范围内变化，显然，带宽和增益是放大器的两个重要指标。
低噪声、宽频带、高效率的放大器设计在工业中经常出现，并且要求的指标不断提高。
本文介绍一款前级为可变增益放大器(VGA)AD603调节增益，后级为电流反馈型运放THS3091放大功率，并采用负反馈思想抑制零点漂移问题的设计方案，此方案还采取多种措施来抵抗干扰，降低噪声，获得很好的效果。
1 设计的主要技术指标
2.1 放大器电压增益Av≥40dB，在0～40dB范围内手动连续调节，或5dB步距调节；
2.2 在最大增益下，放大器可过直流，可（1MHz、2MHz、4MHz 三点）预置并显示，并尽量减小带内波动，衰减斜率≥-40db/十倍频；
2.3 在50Ω的负载上，放大器最大不失真输出电压峰峰值≥10V。
2.4 放大器输入为正弦波时，可测量并数字显示输出电压的峰峰值和有效值，输出电压（峰峰值）测量范围为0.5～10V，相对误差小于5%；
2 理论分析与方案选择
综合分析设计指标，主要难点共有三个方面：一是在较宽的带宽内实现较大的放大能力，且以两种方式调节增益;二是保证实现要求的功率输出；三是放大电路的零点漂移问题，因为带宽下限为0Hz，高精度放大器必须最大程度解决零点漂移。
2.1 带宽增益积
带宽增益积是指放大电路通带电压增益与通频带的乘积。
本系统设计最大电压增益≥40dB（100倍），通频带最大达到4MHz，所以增益带宽积为：。
2.2 放大器稳定性
为了使放大器稳定，设计时不能接近自激振荡的条件：幅度平衡条件|AF|=1，相位平衡条件φA+φF=π和起振条件|AF|略大于1，留有裕量越大，放大器愈不易产生自激振荡，但设计也就愈困难。
对于电压反馈型运放AD603，人为引入电阻、电容，使它在原自激振荡频率处产生附加相移，不再满足自激条件。
对于电流反馈型运放THS3091，采取注意走线布局、选用合适反馈电阻，使其不因阻值过大而产生大分布电容或降低带宽。
2.3 负反馈抑制零点漂移
零点漂移是放大器输入为零时，输出端的电压不为零，并且电压偏置随时间、温度、电源电压等一起变化的现象。
由于AD603本身的零点漂移较大，最大为30mV，所以在AD603输出端引入自动零偏调理电路，即将AD603输入短路,不断采样AD603的输出直流偏置电压,送入单片机处理并通过D/A输出，在调零放大器的调零端加入对应的校正电压，使这个直流偏置电压为零。
功率放大电路中，则应尽量采用低温漂运放。
此增益带宽可调放大器主要确定以下五个模块：
2.3.1可变增益放大的选择
采用低噪声、精密控制的可变增益放大器AD603作增益控制核心器件，其温度稳定性高，增益(dB)与控制电压(V)
增益带宽可调放大器
杨 曌
（东南大学，211189）
摘要：本论文介绍一款高指标的增益带宽可调放大器的设计与制作。
设计采用多重措施来降低噪声，提高效率，并且采用负反馈思想抑制零点漂移。
实测表明，设计出的增益带宽可调放大器各项指标能很好地达到设计要求，具有一定的实用性，为工业生产和电子竞赛提供可靠参考。
关键词：增益带宽可调放大器负反馈精度
Adjustable amplifier gain bandwidth
Yang Zhao
(SoutheastUniversity，211189)
Abstract：This paper describes design and fabrication of super quality amplifier with adjustable gain bandwidth. Multiple measures were taken by this design to reduce noise, increase efficiency, and negative feedback to inhibit of zero-point drift. Measurement shows that this amplifier meets the design requirements, and can provide reliable reference for practicability of industrial production and electronic competition.
Keywords：adjustable gain bandwidth；amplifier；negative feedback；accuracy
·16·
·17·
电 子 测 试ELECTRONIC TEST 第11期2013年6月
设计研发
成线性关系，使用D/A 输出控制电压能实现精确数控。
2.3.2程控滤波的选择
选择无源RC 低通巴特沃兹滤波器（Butterworth），其电路简单，具有通带内最大平坦的振幅特性，但是会令信号衰减。
2.3.3功率放大的选择
THS3091是高电压输出的宽带运放，在功率放大电路中经常使用到。
电路设计周期短，但成本较高。
2.3.4负反馈抑制零点漂移的选择
因为OPA690芯片选择具有高转换速率1800V ／us，单位增益带宽积为500MHz （G=1），所以采用它使电路更可靠稳定。
2.3.5单片机数据处理和控制
采用单片机MSP430F169实现整个系统的统一控制和数据处理。
该单片机是一种16位超低功耗微处理器，具有丰富的片上外设和较强的运算能力，支持在线编程，使用方便。
3 电路主要模块设计
3.1 AD603可变增益放大电路
如图1所示，由于AD603的输入阻抗为100Ω，故在输
入端接入电阻到地，降低输入阻抗。
通过继电器选择，1脚电压由手动调节电位器控制或由单片机D/A 输出控制，改变1、2脚间电压差，从而调节增益。
如果5、7脚间接2.15k 的反馈电阻，那么AD603的增益在0到40dB
范围内。
图1 AD603可变增益放大电路
3.2 巴特沃斯滤波器
分别设计-3dB 时截止频率为1MHz、2MHz 和4MHz 的3
阶无源巴特沃兹滤波器。
根据滤波器设计手册，可以查表得到所需要的电容电感值，根据滤波器软件仿真得到的幅频特性曲线对电容电感值做调整。
图2为4MHz 的巴特沃兹滤波器的电路和仿真幅频特性曲线图。
3.3 功率放大电路
如图3左图所示，为满足大电流的输出，采用两级THS3091并联扩流的方式， 供电，设计增益为5倍，该模块可同时对功率和幅值放大。
3.4 抑制零点漂移
该部分采用电压反馈型运放OPA690和单片机相结合的
方式，如下右图所示。
在可控增益模块后，OPA690正端连接信号输出端，负端口连接D/A 输出，
从而调节零漂。
图3功率放大电路图和负反馈抑制零点漂移电路
4 测试结果
4.1 测试仪器
函数信号发生器：F120
数字示波器：TDS1002直流电压源：DF1731SC2A
4.2 测试结果
接50Ω电阻负载，输入电压小于20mV，输出不失真电压放大倍数约为160倍；通频带测试结果为0Hz-4.4MHz，大于上限频率，增益随频率的衰减斜率约为-42dB/十倍频；输出电压（峰峰值）测量范围为0.5～10V，测量相对误差小于2%；负载最大不失真输出电压为10.7V，转动电位器可连续调节增益，通过按键可实现增益步进、通频带选择与液晶屏显示功能。
5 总结
从测试结果来看，该增益带宽可调放大器的指标均达到设计要求精度较高。
本次设计还创新地使用自动化专业的单闭环负反馈原理，有效地解决了AD603的零漂问题，并且，为寻求较高的精度，采取多种措施抗干扰，在很大程度上消除弱信号电路遇到的各种噪声影响，例如：不同级电路之间采用同轴电缆屏蔽线连接；采用手工PCB 工艺，尽量减少分布参数的影响；去耦电容紧靠芯片电源引脚；地线回路包围电路板；功放加风扇散热等。
该放大器充分考虑了电路的效率与成本，具有很高的工业实用参考价值。
参考文献
[1]刘京南.电力电子基础.北京:电子工业出版社.2009[2]田玉平.自动控制原理（第二版）.北京:
科学出版社.2006
图2 4MHz 巴特沃兹滤波器的电路和仿真幅频特性曲线。