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福星电子网 http://www.

fxdzw.com 第0页共8页2009 年全国大学生电子设计竞赛 设计报告参赛题目: 宽带直流放大器 题目编号: C 福星电子网 http://wwww.fxdzw.com 参赛队员: 梅明涛,蒋雪飞,陈自龙 参赛单位: 南京邮电大学 日期: 二九年九月五日福星电子网 http://www.fxdzw.com 第1页共8页摘要本设计利用单片机

51 系列通过 D/A 控制两级级联压控可变增益带宽放大器 AD603 来控制增益,达到了增益

0 到45dB 范围 ,程控增益步进为 5dB.放大器的 通频带为

0 到7MHZ.功率放大电路采用分立元件制作,达到功率放大的要求 .制 作了直流稳压电源来给系统供电.通过输入部分加入运放,减少噪声,并在电路中采 取措施减少外界干扰. 关键词:可控增益放大,功率放大,直流稳压电源 设计报告

一、方案论证与选择

(一)增益控制部分 方案一 采用一般的可编程放大运算器,不能满足放大直流的效果,且噪声大, 温度,电源等对实现电压的稳定增益影响较大. 方案二 采用 AD8322 可编程放大运算器, 但是控制的数字量和最后的增益 (dB) 不成线性关系而是指数关系,造成增益调节不均匀,精度下降,且程控的位数小,达 不到 5dB 的步进要求. 方案三 使用控制电压与增益成线性关系的 PGA,用控制电压和增益 dB 成线性 关系来实现增益控制,用电压控制增益,便于单片机控制,同时减少噪声和干扰. 综上所述,选用方案三,采用集成可变增益放大器AD603作增益控制.AD603是一 款低噪声、精密控制的可变增益放大器,温度稳定性高,最大增益误差为0.5dB,满 足题目要求的精度,其增益(dB)与控制电压(V)成线性关系,因此可以很方便地 使用D/A输出电压控制放大器的增益.

(二)功率放大部分 方案一 放大器通频带要求从 0kHz 到10MHz,单纯用音频或射频放大的方法来完 成功率输出, 要做到 10V 有效值输出难度较大, 而用高电压输出的运放来做又很不现 实,因为市面上很难买到宽带功率运放,并且价格昂贵,性价比不高 方案二 采用分立元件来构建功放电路,将低频信号与高频信号分开放大,优点 在于电路应非线形失真及噪声的减小, 在2.5dB 的增益下通频带可达到 10MHZ 以上, 并且成本相对较低, 综上所述在考虑性价比与满足题目要求的情况下采用方案二.

(三)稳压电源部分 方案一 线性串联型直流稳压电路 优点在于直流稳压电路工作电流较大,输出电 压一般可连续调节,稳压性能优越,广泛应用于各种电子仪器和电子电路中.缺点在 于损耗较大,效率低,而且根据题目要求不需要连续可调. 方案二 开关型直流稳压电路,解决了稳压电路效率低的缺点,并且造价低,体积 小,但开关稳压电路的缺点是纹波较大,对于本题中的小信号放大,影响太大,故舍 去. 方案三 稳压三极管直流稳压电路缺点在于电压值不能连续调节,效率低等缺点, 但可以输出不连续稳定的电压值. 福星电子网 http://www.fxdzw.com 第2页共8页综上所述在输出电压+5V,-5V,+13.75V,-13.75V 与数字 5V 已满足题目需求下,由 于方案三性价比最高,故选择方案三.

(四)综上所述 经过以上论证我们确定总体设计方案框图如下(图1): 图1系统整体方案框图 信号通过缓冲输入后,在增益宽频放大级进行可控放大,再通过功率放大模块进 行功率放大后输出. 整个放大电路的增益大小由键盘输入并通过单片机来控制, 将增 益显示在屏幕上.