宽带功率放大器毕业设计论文开题报告

河南机电高等专科学校毕业设计(论文)开题报告学生姓名： 姜小彬 学 号： 0346111 专 业： 通信技术 设计(论文) 题目： 宽带功率放大器 指导教师： 于圣学 2006 年 2 月 21 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述” ）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3 “文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，本科学生写文献综述的参考文献应不少于 15 篇（专科生不少于 10 篇，不包括辞典、手册） ；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标 GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2002 年 4 月 26 日”或“2002-04-26”。 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写1500 字左右（本科生 2000 字左右）的文献综述(包括目前该课题在国内外的研究状况、发展趋势以及对本人研究课题的启发)：文 献 综 述在我们的日常生活中,常常会听到和接触到功率放大器,比如我们都知道的家庭影院里的功放,而且，在我们所用的电视机和收音机里面都离不开功率放大电路，而我这次的设计宽带功率放大器，或许有的人不大了解。其实在我们的社会当中，有好多地方都用到了宽带功率放大器，只不过我们不太了解而已，在我们都知道的中国联通和中国移动公司，因为手机的信号频率较高，所以在对信号的发射，都要用到宽带功率放大器。宽带功率放大器主要用于对视频信号、脉冲信号或射频信号的放大。用于电视图像信号放大的视频放大器是一种典型的基带型宽带放大器，所放大的信号的频率范围可以从几赫或几十赫的低频直到几兆赫或几十兆赫的高频。这类放大器通常以电阻器为放大器的负载，以电容器作级间耦合。为了扩展带宽，除了使其增益较低以外，通常还需要采用高频和低频补偿措施，以使放大器的增益-频率特性曲线的平坦部分向两端延展。可以归入宽带放大器的还有用于时分多路通信、示波器、数字电路等方面的基带放大器或脉冲放大器（带宽从几赫到几十或几百兆赫） ，用于测量仪器的直流放大器（带宽从直流到几千赫或更高） ，以及音响设备中的高保真度音频放大器（带宽从几十赫到几十千赫）等。用于射频信号放大的宽带放大器（大多属于带通型） ，如雷达或通信接收机中的中频放大器，其中心频率为几十兆赫或几百兆赫，通带宽度可达中心频率的百分之几十。在高频领域，为了能够得到足够大的输出功率，需要功率放大器。高频功率放大器的输出功率范围很广，手提式发射机的输出功率只是毫瓦级，而广播发射机的终端强放级，输出功率可达几十千瓦，甚至兆瓦级。在大功率的高频放大器中，有源及器件使用电子管或磁控管，而中小功率的高频放大器中，广泛使用高频大功率晶体管或场效应管。在我们的设计中用的是高频大功率晶体管。晶体管功率放大器是利用输入到基极的激励信号，去控制集电极直流电源所供给的直流功率把它转化为交流功率输出。换言之，功率放大器实质上是能量转换机构。这次我做的宽带功率放大器中对其放大性能，控制范围，如何控制等也有相应的要求。在做这个电路之前我们必须有一个大致的思路，这样才能更好的去完成它，首先要制定几个方案框架，然后进行比较选出最合适的一种方案进行实际制作。本系统主要是利用可变增益放大器 AD603 来提高增益和扩大 AGC 的控制范围，并通过软件补偿电路来减小增益调节的不进间隔和提高系统参数的准确性。由于本系统是一个宽带放大器，它相对于窄带而言，在各参数设计方面都有更高的要求，元器件的选择也比较困难，由于是高频，即要兼顾展宽通频带，又要考虑增益，在各部分选型的时候，抗干扰措施一定要跟得上。这便成了我们设计着重点和难点，所以我们应着重考虑这些方面。纵观放大器的发展，放大器经过了电子管、晶体管、集成电路及 VMOS 功率管等几个时期，它们皆以各自独特的不可取代的优势各领风骚。在本次设计当中我们用到的大部分集成运放，以及三极管都是国外生产的，因为所拿到的元器件的资料往往都是英文的，所以一些细微的地方我们可能做到不够好，希望能够谅解。不过由此也可以看出来，国外在高频功放及其他电子方面是领先与我国的，这个也使我产生了一些思考，为什么我国的电子器件没有国外的多，没有国外的好，是什么原因产生了这种差距呢？这是一个让我值得深思的问题，也是值得让许多电子工作者思考的问题。宽带功率放大器不管是在国内还是在国外都不是一个简单的设计。我们平时所作的低频功放还没什么，特别是高频功放，当频率较高时，由于三极管各电极之间存在有极间电容，过高的频率将会对电路造成很大的影响，甚至于不能使电路正常工作，达不到设计的要求，因而，在电路设计中如何减小三极管极间电容的影响，减小外界高频的干扰，是本设计的重点，在此我们也做和一些相应的方法去进行防止和改善，故我们参考了许多文献资料来解决这些问题。本课题的研究思路（包括要研究或解决的问题和拟采用的研究方法、手段（途径）及进度安排等）： 研究和解决的问题：一、 一、输入缓冲和增益控制部分主要是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。输入部分采用集成运算放大器 AD818 作跟随器来提高输入阻抗。二、功率放大部分如果用高电压输出的运放来做很不现实，所以采用分离元件。三、控制部分这一部分除了由 51 系列单片机外，还需要由 A/D、D/A 组成，主要使用 12 位串行A/D 芯片 ADS7818（便于测量真有效值和峰值）和 12 位串行双 D/A 芯片 TLV5618。采用的技术方案：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。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。由于本电路是高频电路，所以说一定要模拟与数字分离开来，以免产生干扰，级间耦合要采用瓷片电容与电解电容相并联的方法，模拟地和数字地要分开。课题进度安排：（一）指导教师下达设计任务书，制定课题进程计划，学生熟悉课题。 （一周）（二）实习调研：学生搜集相关资料，调查了解与本课题相关的实践知识。 （一周）（三）进行设计：含理论设计分析，实践操作。 （三周）（四）绘制图纸、整理、撰写毕业论文。 （三周）（五）教师评阅论文，学生进行总结，准备答辩。 （一周）（六）毕业答辩。 （一周）参考文献：1、 王正齐，陈华奇，邓如岑编. 宽带放大器.电子世界. 2004. 2、 王璟，戴娟编. 利用 D/A 转换技术实现可编程放大器 .电子工程师 2000.3、 丁炜主编. 放大器的电源. 中国有线电视. 2002.4、 杨世忠，邢丽娟编.增益可变运放 AD603 的原理及应用. 2001.5、 李华主编. MCS-51 系列单片机实用接口技术. 单频机原理及应用. 1993.6、 张专成，邹涛 赵怀勋编 . 串行 A/D 与单片机的接口技术 . 电子技术应用.1998. 7、 郑国君主编. 8 位串行 A/D 转换器 ADC0832. 电子世界. 2002.8、 郭云林主编. 宽带放大器（B 题）析评. 电子世界. 2004.9、 海涛主编. 低噪、宽带程控增益放大器的实现术. 1998. 10、 俞家琦主编. 宽频带放大器. 高频电子线路. 2001.11、 胡宴如主编. 高频功率放大器. 高频电子线路. 2004. 指导教师意见：1对“文献综述”的评语：该文献综述，分析的比较透彻，知识面涉及范围广，简述了宽带放大器的发展史，以及设计过程中应该采取哪些步骤及方法，设计者所受的启发也比较深刻，细节描述的较清楚，资料准备的比较充分，符合各技术指标。2对本课题的研究思路、深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：该课题设计思路较好，具有一定的深度，工作量应该较大，就开题报告而言，各项技术指标从理论上说，已经达到了要求，相信可以实现。指导教师： 年 月 日所在专业审查意见：负责人： 年 月 日河南机电高等专科学校毕业设计(论文)开题报告学生姓名： 姜小彬 学 号： 0346111 专 业： 通信技术 设计(论文) 题目： 宽带功率放大器 指导教师： 于圣学 2006 年 2 月 21 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述” ）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3 “文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，本科学生写文献综述的参考文献应不少于 15 篇（专科生不少于 10 篇，不包括辞典、手册） ；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标 GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2002 年 4 月 26 日”或“2002-04-26”。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写1500 字左右（本科生 2000 字左右）的文献综述(包括目前该课题在国内外的研究状况、发展趋势以及对本人研究课题的启发)：文 献 综 述在我们的日常生活中,常常会听到和接触到功率放大器,比如我们都知道的家庭影院里的功放,而且，在我们所用的电视机和收音机里面都离不开功率放大电路，而我这次的设计宽带功率放大器，或许有的人不大了解。其实在我们的社会当中，有好多地方都用到了宽带功率放大器，只不过我们不太了解而已，在我们都知道的中国联通和中国移动公司，因为手机的信号频率较高，所以在对信号的发射，都要用到宽带功率放大器。宽带功率放大器主要用于对视频信号、脉冲信号或射频信号的放大。用于电视图像信号放大的视频放大器是一种典型的基带型宽带放大器，所放大的信号的频率范围可以从几赫或几十赫的低频直到几兆赫或几十兆赫的高频。这类放大器通常以电阻器为放大器的负载，以电容器作级间耦合。为了扩展带宽，除了使其增益较低以外，通常还需要采用高频和低频补偿措施，以使放大器的增益-频率特性曲线的平坦部分向两端延展。可以归入宽带放大器的还有用于时分多路通信、示波器、数字电路等方面的基带放大器或脉冲放大器（带宽从几赫到几十或几百兆赫） ，用于测量仪器的直流放大器（带宽从直流到几千赫或更高） ，以及音响设备中的高保真度音频放大器（带宽从几十赫到几十千赫）等。用于射频信号放大的宽带放大器（大多属于带通型） ，如雷达或通信接收机中的中频放大器，其中心频率为几十兆赫或几百兆赫，通带宽度可达中心频率的百分之几十。在高频领域，为了能够得到足够大的输出功率，需要功率放大器。高频功率放大器的输出功率范围很广，手提式发射机的输出功率只是毫瓦级，而广播发射机的终端强放级，输出功率可达几十千瓦，甚至兆瓦级。在大功率的高频放大器中，有源及器件使用电子管或磁控管，而中小功率的高频放大器中，广泛使用高频大功率晶体管或场效应管。在我们的设计中用的是高频大功率晶体管。晶体管功率放大器是利用输入到基极的激励信号，去控制集电极直流电源所供给的直流功率把它转化为交流功率输出。换言之，功率放大器实质上是能量转换机构。这次我做的宽带功率放大器中对其放大性能，控制范围，如何控制等也有相应的要求。在做这个电路之前我们必须有一个大致的思路，这样才能更好的去完成它，首先要制定几个方案框架，然后进行比较选出最合适的一种方案进行实际制作。本系统主要是利用可变增益放大器 AD603 来提高增益和扩大 AGC 的控制范围，并通过软件补偿电路来减小增益调节的不进间隔和提高系统参数的准确性。由于本系统是一个宽带放大器，它相对于窄带而言，在各参数设计方面都有更高的要求，元器件的选择也比较困难，由于是高频，即要兼顾展宽通频带，又要考虑增益，在各部分选型的时候，抗干扰措施一定要跟得上。这便成了我们设计着重点和难点，所以我们应着重考虑这些方面。纵观放大器的发展，放大器经过了电子管、晶体管、集成电路及 VMOS 功率管等几个时期，它们皆以各自独特的不可取代的优势各领风骚。在本次设计当中我们用到的大部分集成运放，以及三极管都是国外生产的，因为所拿到的元器件的资料往往都是英文的，所以一些细微的地方我们可能做到不够好，希望能够谅解。不过由此也可以看出来，国外在高频功放及其他电子方面是领先与我国的，这个也使我产生了一些思考，为什么我国的电子器件没有国外的多，没有国外的好，是什么原因产生了这种差距呢？这是一个让我值得深思的问题，也是值得让许多电子工作者思考的问题。宽带功率放大器不管是在国内还是在国外都不是一个简单的设计。我们平时所作的低频功放还没什么，特别是高频功放，当频率较高时，由于三极管各电极之间存在有极间电容，过高的频率将会对电路造成很大的影响，甚至于不能使电路正常工作，达不到设计的要求，因而，在电路设计中如何减小三极管极间电容的影响，减小外界高频的干扰，是本设计的重点，在此我们也做和一些相应的方法去进行防止和改善，故我们参考了许多文献资料来解决这些问题。本课题的研究思路（包括要研究或解决的问题和拟采用的研究方法、手段（途径）及进度安排等）： 研究和解决的问题：三、 一、输入缓冲和增益控制部分主要是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。输入部分采用集成运算放大器 AD818 作跟随器来提高输入阻抗。四、功率放大部分如果用高电压输出的运放来做很不现实，所以采用分离元件。三、控制部分这一部分除了由 51 系列单片机外，还需要由 A/D、D/A 组成，主要使用 12 位串行A/D 芯片 ADS7818（便于测量真有效值和峰值）和 12 位串行双 D/A 芯片 TLV5618。采用的技术方案：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。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。由于本电路是高频电路，所以说一定要模拟与数字分离开来，以免产生干扰，级间耦合要采用瓷片电容与电解电容相并联的方法，模拟地和数字地要分开。课题进度安排：（七）指导教师下达设计任务书，制定课题进程计划，学生熟悉课题。 （一周）（八）实习调研：学生搜集相关资料，调查了解与本课题相关的实践知识。 （一周）（九）进行设计：含理论设计分析，实践操作。 （三周）（十）绘制图纸、整理、撰写毕业论文。 （三周）（十一） 教师评阅论文，学生进行总结，准备答辩。 （一