基于AD603的程控宽带放大器_精品.docVIP

第一章 绪论 1.1 背景和意义 放大器是能把输入讯号的电压或功率放大的装置，由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。它是自动化技术工具中处理信号的重要元件。 随着美国的第一台放大器的发明，使微弱信号检测技术得到标志性的突破，极大地推动了基础科学和工程技术的发展。而如今，微弱信号检测技术和仪器的不断进步，已经在很多科学和技术领域中得到广泛的应用，未来科学研究不仅对微弱信号检测技术提出更高的要求，同时新的科学技术发展反过来促进了微弱信号检测新原理和新方法的诞生。 早期的放大器几乎全用锗管来制作，但由于锗管工艺上的一些原因，使得放大器中所用的晶体管，尤其是功放管性能指标不易做得很高，随着半导体工艺的逐渐成熟，大电流、高耐压的晶体管品种日益增加，越来越多的功率放大器采用了无输出变压器的OCL电路，当大功率的PNP硅管商品化的时候，互补对称电路得到广泛的应用。元器件的进步使晶体管功率放大器的技术指标产生了质的飞跃。 在当今的精密放大器领域，微弱信号设计工程师关注一些重要因素，例如低电源电流、低失调电压、低噪声、低偏置电流等。必威体育精装版放大器采用创新设计和工艺，能够提供不断超越用户期望的性能。制造商在工艺技术的各个方面都取得了重大进步。这些进步允许放大器设计工程师充分发挥每种工艺的性能和功能。CMOS工艺已经从先进技术的进步中获益，模拟放大器设计工程师们也早利用其获得了低成本下的高性能。 本设计是以如今放大器发展趋势为方向的设计。采用高级压控增益器件,进行合理的级联和阻抗匹配,全面提高了增益带宽积和输出电压幅度。应用单片机和数字信号处理技术对增益进行预置和控制,AGC稳定性好,可控范围较大。 1.2 课题研究对象 伴随着社会科技的发展，各类型放大器的运用领域在不断的扩展。然而在当今科技和通讯高速发展下，各种自动化、智能化的仪器装置对信号的要求也变得越来越高，尤其在一些对信号需求比较高的领域中，对所需小信号的放大与处理要求更为严格。普通的运算放大器多数都存在较大的弱点，对于普通的运放所设计的放大器来说一般具有频带窄、噪声系数大、低增值益的缺点。直流宽带放大器AD603可以对宽频带、小信号、交直流信号进行高增益的放大，并且有较低的噪声系数。本课题介绍了以AD603 为核心所实现高增益、高精度、低噪声的程控宽带放大器。 第二章 设计方案 2.1总体设计方案 本课题整体以可变增益放大器AD603作为整体核心器件，实现了输出可控制增益的动态调整，以STC89C52RC单片机作为控制核心，控制D/A芯片AD558输出的控制电压来调节可变增益放大器AD603的放大倍数。从而实现对信号的放大及放大器的步进增益可调。同时，使用液晶显示模块LCD12864来显示整个系统的放大倍数。 系统总体构成主要包括四大部分：可变增益放大器部分、D/A转换部分、单片机核心控制部分和LCD12864显示部分。 2模块化设计 2.2.1可变增益放大模块 此模块为整个放大程控放大器的核心放大模块，该模块由两片程控放大芯片AD603和两片高速低噪放大器OP27构成。 AD603作为此模块的主要放大器，控制端分别由固定电压和AD558控制。使其实现步进可调增益。OP27构成电压跟随器，每级AD603前都添加一级由OP27构成的电压跟随器，对AD603进行阻抗匹配，提高输入阻抗，同时提高放大器的带载能力和起到隔离的作用。 原理框图如2-1所示： 输入信号 阻抗匹配后 第一级输出 阻抗匹配后 第二级输出 图 2-1 AD603模块原理框图 2.2.2 D/A转换部分 此模块主要是使用D/A转换模块AD558芯片，通过单片机的软件编程，单片机输出一组数字信号传送给AD558，再由AD558将数字信号转换为模拟信号恒定输出给AD603作为电压控制端。此过程中AD558主要用于将数字信号转换成模拟信号，实现D/A的转换。 2.2.3 LCD 12864显示模块 此模块使用的是LCD12864液晶模块，通过单片机的软件编程来对液晶显示进行控制，输出软件程序上编写的文字。这里，LCD12864主要用于显示整个放大器的理论增益倍数，通过软件编程来在系统内部完成对控制电压的算法，求出理论的增益值，然后通过12864显示在液晶屏幕上，可以更加直观的对比理论值与实际值的差异。 2.2.4 MCU控制模块 此模块为整个系统的中枢，控制整个系统的运行，其用于输出