正弦波放大电路与移相电路设计

1、正弦波放大电路与移相电路设计一、性能指标：输入为双极性信号，幅值不大于 200mV的正弦波；频率分别为 10KHz-50KHz 、100KHz-3MHz ；增益 20db-40db 可调，输出电压为幅值 0-5V ；输入输出电阻 : 50 欧姆对 10k、30k 和 50k 信号可进行相位调整。二、器件选型集成运放： THS3091、OPA300、VCA810场效应管： 2N3686三、电路模块1.正弦波放大电路2.实现增益步进可调3. 0360可调移相电路设计四、电路设计1. 正弦波放大电路：1k50%Key=AR1U143R12V1R106502507THS3091DDA V2V3200m

2、Vpk50MHz018 V18 V由于题目要求电路既能在低频（ 10KHz-50KHz）进行信号放大、又要在高频（ 100KHz-3MHz）可以进行信号放大，可选用增益带宽积较大的两类常用高速运放 THS3091、OPA300。通过 multisim 模拟放大波形输出，发现 OPA300在低频段的波形失真严重、高频段表现很好；而 THS3091无论在低频还是高频，放大性能都较好，所以本文选用运放 THS3091。专业文档供参考，如有帮助请下载。（ 1）下图为 OPA300 在输入频率为 50kHz 和 50MHz 下的放大性能( 50kHz)( 50MHz)（ 21）下图为 THS3091 在

3、输入频率为 50kHz 和 50MHz 下的放大性能( 50kHz)( 50MHz)2. 实现增益步进可调电路1 中的电路用滑动变阻器实现增益可调，效果比较粗糙，方法比较老旧，不能做到精确调控。为实现增益步进可调， 最笨的方法是采用多个上述的电流反馈放大器级联，用电阻网络选通的方式来实现增益可调， 但此法麻烦不说，还不稳定。专业文档供参考，如有帮助请下载。这里，我们选用压控增益放大器： TI 的 VCA810在 40dB 的增益可调范围内拥有 35MHz的带宽，满足题目的指标要求。电压控制增益可变放大器：该放大器的3dB 带宽为 25MHz，满足本题要求。 VC 从-2V 调整到 0V 可实现

4、对输入信号的（-40dB）到（ 40dB）可调，其增益表达式为：G( dB )40(VC1)3. 移相电路设计(1) 0360可调移相电路设计利用两级移相放大器可以组成 0360可调移相电路。 0 360 可调移相电路如图所示。图中 Q1 和 Q2 是 0180相移放大器，两级移相放大器可以完成 0360。Q3 是缓冲放大器。调节电位器 RP1 和 RP2，可以使输入信号产生移相。VCC12VR1R92.2k 2.2k R2C1C26.8M10nF10nFQ1Q2Q3C3200 F2N36862N36862N3686R1350R3R5R8R71.0MR41M50%R61M25%4.7k 2.2

5、k Key=A4.7k Key=A专业文档供参考，如有帮助请下载。此电路虽说可以实现0360移相，但在移相过程中不可避免地降低了幅度值，对于本题不能使用，下面介绍一种等幅移相电路，其可调相范围为 0-150 ，虽说降低了相位调节范围， 但保证了幅度的恒定，符合本题相位微调同时不改变幅度的要求。（ 2）等幅移相电路设计U14R33V1 1 VpkR1610100%THS3091DKey=A230kHz7R21k050R4C11k4.7 FV3V218 V18 V令 X1 2 fC1 , 则输出输入的相位差为2R3 X2 )arctan( 2XR3, 下面是用 multisim 仿真等幅移相器的波形