宽带直流放大器.docx

2009宽带直流放大器一、电路分析：（一）前置放大电路 运算放大器采用OPA642 利用电压跟随器，为限制通频带宽度，限定输入阻抗，（二）中间级放大电路中间级电路原理图前一级放大器存在零点漂移，单级OPA642产生负零漂，为抑制零漂，从第一级运放同相输入端输入信号，输至第二级的反向输入端，使相邻两级的零点漂移互相得到抑制。增益控制模块原理图在两级6.3倍（16dB）单闭环放大器级联后，再级联一级可变增益放大器（AD603），以实现对电压增益预置和步进的控制。AD603采用通频带为90MHz，增益为-10+30dB的典型接法。AD603增益与控制电压的关系为AG（dB）=40Ug+10，输入控制电压Ug由AD603的1脚输入，控制电压范围为-0.5+0.5。单片机可以通过D/A（将数字量转换为对应的模拟电压量Ug）来控制AD603的放大倍数，中放的最大增益=31dB+16dB2。设计时Ug取值范围为-0.50，从而实现增益从22dB到42dB可控，并能实现增益为5dB步进。（3） 末级放大电路当系统负载电阻为（502）W时，最大输出电压Vo10V，则由公式可得，系统输出功率的最大值为。经前置放大和中放电路放大后，不具备驱动负载的能力，需经末级功率放大电路放大后才能达到系统对输出功率的要求。参考音频放大器中驱动级电路，考虑到负载电阻为（502）W，输出有效值大于10V，末级采用二级三极管直接耦合功率放大器，如下图8所示。末级放大电路的电压增益在第一级，第二级采用了一对孪生功放管D669A和B649A（特征频率fT=140MHz，Ic=1.5A）进行功率放大。整个电路设计有频率补偿，可对0到10MHz的信号进行线性放大，放大倍数，在实际制作过程中通过调节可变电阻R10调整反馈深度获得20dB增益，使整个放大器的总增益为62dB，在10MHz以下的通频带内增益非常稳定，可有效抑制通频带内增益起伏的变化。（4） 各级增益控制通过以上论述可得，系统总增益可调范围是42 dB62 dB，不能满足题目的要求。利用两组衰减网络分别将系统增益衰减20 dB和42 dB，如下图9所示，可实现系统增益分别在020 dB、22 42 dB和4262 dB间变化，再结合增益控制模块实现了系统增益手动连续可调、5 dB步进和预置。实验测试得，经42 dB衰减网络后，系统频率特性仍较好。而经20 dB衰减网络后，输入信号频率在1MHZ以上时，增益有所下降，为稳定增益，在衰减电阻上并联15pF的电容进行频率补偿。采用三组继电器对增益范围进行切换，由单片机的I/O口P2.0、P2.1和P2.2控制继电器的动作。2、 电路元件：（一）中间级放大电路及增益控制模块名称规格数量电阻1004电阻1k1电阻10k1电阻2401电阻2k1电阻6.8k1二极管40072三极管90141继电器1（2） 末级放大电路名称规格数量电阻10k1电阻9102电阻2k4电阻1001电阻1802电阻392电阻1201电阻511滑动变阻器2k1二极管40072三极管2N3904、2N3906各2三极管B649A1三极管D669A1极性电容33F2极性电容100F1无极性电容0.1F2无极性电容0.1F2无极性电容3