2009全國大學生電子設計大賽c題論文—直流放大器

1、1摘要本文設計了一種前置放大電路，在較寬的頻率范圍內具有良好的直流和交流特性。該電路具有輸出頻率高(DC~15MHz)電壓增益連續(xù)可調等優(yōu)點。該設計前級放大電路由高增益帶寬積、低功耗、低失調、低溫漂的AD8056兩級串聯(lián)組成，通過繼電器控制實現(xiàn)0dB、20dB、40dB放大。利用乘法型DA轉換芯片TLC7628組成增益有256256等級的乘法器，該功能由單片機控制實現(xiàn)至少60dB的衰減。高帶寬的電流反饋型運放AD811組成的后級放大電路

2、是本系統(tǒng)的驅動級，可實現(xiàn)20dB放大。整個系統(tǒng)由單片機控制繼電器與DA轉換器，當輸入小信號時，具有較高的帶寬并且可以實現(xiàn)至少0~60dB連續(xù)可調與帶寬預置顯示的功能。該系統(tǒng)簡單、設計新穎，性價比高。關鍵詞：寬帶增益連續(xù)可調預置增益3增益帶寬積=增益帶寬。本次設計發(fā)揮部分要求3dB的通頻帶為0~10MHz，當運放器件工作到了一定頻率的時候會因為內部工藝或其他的分布電容等因素而造成放大倍數(shù)下降，因此我們選用高增益帶寬積的運放。AD8056、

3、AD811具有高增益帶寬積、低噪聲、低失真、低相位誤差的特點，AD8056的3dB通頻帶為140MHz，當增益為5時，帶寬為16MHz左右，AD810增益為2時，3dB通頻帶為120MHz，完全滿足題目3dB通頻帶0~10MHz的要求。2.2通頻帶內增益起伏控制我們選用高寬帶的運算放大器AD8056與AD811，當信號頻率較寬時，通常運放會在通帶截止頻率處有明顯過沖，因此采用多級級聯(lián)，從而獲得良好的通帶平展性。還可以在輸入端串聯(lián)小電阻或

4、在輸出端接負載來控制通頻帶內增益的起伏。2.3線性相位從系統(tǒng)的頻率響應來看，就是要求它的相頻特性是一條直線。題目要求放大器的帶寬可預置并顯示（至少5MHz、10MHz兩點），比較各濾波器類型可知，貝塞爾濾波器波特圖中通帶起伏小阻帶衰減大在群延遲特性圖中通帶內延遲平坦且表現(xiàn)出最平坦的群延遲特性(延遲小于18ns)其相頻也具有良好的特性。2.4抑制直流零點漂移運放偏置電流過大，電路放大倍數(shù)大，電源電壓不穩(wěn)，信號線過長均會造成直流零點漂移。為

5、了減小直流零點漂移，我們采用低偏置電流的運放AD8056、AD811實現(xiàn)固定增益的放大。在電路中加入調零電路，使電路具有良好的直流特性。2.5放大器的穩(wěn)定性題目要求在較寬的頻帶范圍內具有良好的通帶平展性，在電路設計中選用低失真度、低噪聲的運放以及選擇低溫漂的金膜電阻，盡量減小信號線的長度，對電源進行去耦設計等措施以保證放大器的穩(wěn)定性。三、系統(tǒng)的硬件設計3.1放大電路的設計該電路前端加保護電路保護運放。有源放大采用同相輸入接法，可提高輸入

6、阻抗，增大共模抑制比。電路如圖3.1所示，電壓放大倍數(shù)為：Au=1RA1RA6=1910100≈10通過單片機控制繼電器實現(xiàn)0dB、20dB、40dB的放大功能。反饋電阻RA1的選擇，原則上不能太大，若阻值太大，則寄生的電感電容也會很大，會限制帶寬；也不能太小，若阻值太小，容易造成幅度過沖。為了減小電源和地線對高頻信號的干擾，電路加入去耦電容32184UA1AAD8281515RA19101122334455667788KA1DPDTR