宽带放大器 - Read.DOC

宽带放大器（B题） 摘要：本宽带放大器设计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，由AT89S51单片机控制12位DA转换器MAX525产生增益控制电压，对AD603增益进行精确控制，实现放大器增益10～58dB范围内的自动微步进调节。AGC部分采用AD637检测放大器输出有效值，由12位AD转换器MAX197采样输出有效值反馈回单片机，由单片机实现数字自动增益控制，并显示输出电压预置增益和输出有效值。本设计成功的关键点是使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激。 关键字：宽带放大器，AGC，AD603，有效值检测，AD637 目 录 摘要………………………………………………………………………………………………1 1方案论证与比较 …………………………………………………………………………… 3 1.1可控增益放大器部分…………………………………………………………………… 3 1.2 后级放大部分……………………………………………………………………………4 2 主要电路原理分析与计算……………………………………………………………………5 2.1 前级缓冲器………………………………………………………………………………5 2.2 增益控制…………………………………………………………………………………6 2.3 功率放大级………………………………………………………………………………6 2.4 有效值检测………………………………………………………………………………6 2.5 AD和DA转换……………………………………………………………………………7 2.6噪声处理及板子布局....................................................7 3 软件设计………………………………………………………………………………………8 4 系统测试………………………………………………………………………………………8 4.1 测试仪器…………………………………………………………………………………8 4.2 测试方法及数据…………………………………………………………………………8 4.2.1 输入阻抗测量方法 ………………………………………………………………8 4.2.2 输出电压有效值测量…………………………………………………………… 8 4.2.3 3dB通频带测量 ………………………………………………………………… 8 4.2.4 增益测量 …………………………………………………………………………9 4.2.5 噪声测量 ………………………………………………………………………10 4.2.6 其它完成情况……………………………………………………………………10 4.3 系统完成情况 …………………………………………………………………………10 5 总结 …………………………………………………………………………………………11 参考文献 ………………………………………………………………………………………12 附录 ……………………………………………………………………………………………13 一、方案论证与比较 1、可控增益放大器部分 方案一 ：采用分立元件。利用高频三极管构成多极放大电路实现满足增益60dB要求，同时用二极管在输出端检波产生电压反馈，实现自动增益控制的目的。由于采用分立元件，致使电路复杂，并且AGC实现困难，不易实现增益的精确控制，电路稳定度差，容易产生自激，频带内增益的稳定也不易实现。 方案二 ：可直接采用可调增益运放来实现，采用电压控制增益放大器AD603。该方案采用了高集成元件电路简单，容易调节，可控性强。利用AD603的线性dB增益控制特点结合高精度DA可以实现增益及其步进的精确控制。 方案三 ：选择高速、宽带放大器，组建两级放大电路，自行搭建放大倍数电阻网络，通过单片机控制继电器的导通与关断，来选择不同的增益调节。但是控制的数字量和最后的增益(dB)不成线性关系而是成指数关系，造成增益调节不均匀，精度下降。 方案比较：方案一采用分立元件，弊端极多，不予考虑；方案三存在阻抗匹配的问题，而且自行搭建的电阻网络，可能会导致系统干扰变大，且面临步进难以进一步细分的困难，且增益量（dB）不成线性；方案二可以达到步进0.2dB的精度，单片机易于控制，自动增益控制也可以通过软件方法来实现，考虑到尽可能好的实现系统要求，因此最终选择了方案二。方案二中AD603是一的低噪声，高宽带精密可控增益放大器，最大增益误差