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宽带放大器设计 (203年全国大学生电子设计竞 赛B题) 题目要求 任务 设计并制作一个宽带放大器 、要求 基本要求 (1)输入阻抗1kΩ2;单端输入,单端输出;放大器负载电阻 600。 (2)3dB通频带10kHz~6MHz,在20kHz~5MH频带内,增 益起伏ldB。 (3)最大增益≥40dB,增益调节范围10~40dB(增益值6级可调, 步进间隔6dB,增益预置值与实测值误差的绝对值2dB), 需显示预置增益值 (4)最大输出电压有效值≥3V,数字显示输出正弦电压有效值。 (5)自制放大器所需的稳压电源。 题目要求 二、要求 2.发挥部分 (1)最大输出电压有效值≥6V。 2)最大增益≥58dB(3dB带宽10kHZ~6MHz,在20kHz 5MI频带内增益起伏ldB),增益调节范围10~58dB(增益值 9级可调,步进间隔6dB,增益预置值与实测值误差的绝对值 ≤2dB)需显示预置增益值。 (3)增加自动增益控制(AGC)功能,AGC范围70dB,在 AGC稳定范围内输出电压有效值应稳定在4.5VsU0≤5.5V内 (详见说明4。 (4)输出噪声电压峰一峰值ⅴp-p≤0.5V。 (5)进一步扩展频带、提高增益、提高输出电压幅度、扩大 AGC范围、减小增益调节步进间隔。 (6)其他 题目要求 三、评分标准 论文50分,完成基本要求制作部分50分,发挥部分50分。 四、说明 (1)基本要求部分第(3)项和发挥部分第(2)项的增益步进级数 对照表见下表。 增益步进级数 8 预置增益值/dB|·101622 2834404 52 (2)发挥部分第(4)项的测试条件为:输入交流短路,增益为58dB。 四、说明 题目要求 (3)宽带放大器幅频特性测试框图如图9.4.1所示。 宽带放大器 信号源 示波器政 电压表 (4)AGC电路常用在接收机的中频或视频放大器中,其作用 是当输人信号较强时,使放大器增益自动降低;当信号较 弱时,又使其增益自动增高,从而保证在AGC作用范围 内输出电压的均匀性,故AGC电路实质是一个负反馈电 路。要求输出电压有效值稳定在4.5VUo≤5.5V范围内, 即Uo 题目要求 四、说明 (4)发挥部分第(3项中涉及到的AGC功能的放大器的折线化 传输特性示意图如图所示 定义: AGC范围=20g(V2/V1-20g(Vom/Vo)dB) p∥p 题目分析 对原题基本要求和发挥部分要求进行分析归类,本系统 要完成的功能和技术指标归纳如下 (1)输入阻抗≥1kQ,单端输入。 (2)输出阻抗=6002,单端输出,输出电压有效值Uo,并显示 Lomax3(基本要求) Lomax≥6V(发挥部分) Lomax≥9V(进一步发挥) (3)3dB通频带:10kHz~6MH,在20kHz~5MHz频率内增益 起伏1dB(基本要求);进一步展宽通频带(发挥部分) 题目分析 (4增益、增益控制范围、步进及误差 最大增益≥40dB,增益调节范围10~40dB,步进间隔6dB, 误差2dB,需要显示预置值(基本要求)。 最大增益≥58dB,增益调节范围10~58dB,步进间隔6dB: 误差2dB,需要显示预置值(发挥部分)。 进一步提高增益,进一步扩大增益调节范围,减小步进间 隔(发挥部分)。 (5)AGC范围:≥70dB不扩展(发挥部分) (输出电压有效值稳定在4.5VU0≤5.5V) (6)输出噪声电压峰一峰值vpp≌0.5V (7)自制放大器所需的稳压电源 (8)其他 方亲论证及比较 总体方框图及指标分配 本系统原理方框图如图所示,由前置放大器、中间放大 器、末级功率放大器、控制器、真有效值测量单元、键盘 显示器及自制稳压电源等组成 前置放大 中间放大 末级放大 键盘 控制器 真有效值测量 220V 显示器 稳压源 50HZ 方亲论证及比较 总体方框图及指标分配 其中前置放大器、中间放大器、末级功率放大器构 成了信号通道。其主要技术指标分配见下表。 数值项日 增益A/dB频带宽度 Bw/MHz 级别 前置级 中前级 末级 系统总指标 本设计有三个重点和难点:一是增益控制;二是自 动增益AGC控制;三是末级功率放大器的设计。