2011D题LC谐振放大器获奖作品分析VIP专享VIP免费

南华大学黄智伟 2011 年D 题LC 谐振放大器获奖作品分析 1. 赛题要求 1.1 设计任务与要求 设计并制作一个低压、低功耗LC 谐振放大器。为便于测试，在放大器的输入端插入一个40dB 固定衰减器。电路框图见图1。 图1.1.1 电路框图 1.1.1 基本要求 （1）衰减器指标：衰减量40±2dB，特性阻抗50Ω，频带与放大器相适应。 （2）放大器指标： a） 谐振频率：f0 =15MHz；允许偏差±100kHz； b） 增益：不小于60dB； c）−3dB 带宽：2Δf0.7 =300kHz；带内波动不大于2dB； d） 输入电阻：Rin=50Ω； e） 失真：负载电阻为200Ω，输出电压1V 时，波形无明显失真。 （3）放大器使用3.6V 稳压电源供电（电源自备）。最大不允许超过360mW， 尽可能减小功耗。 1.1.2 发挥部分 （1）在-3dB 带宽不变条件下，提高放大器增益到大于等于80dB。 （2）在最大增益情况下，尽可能减小矩形系数Kr0.1。 （3）设计一个自动增益控制（AGC）电路。AGC 控制范围大于40 dB。AGC 控制范围为20log(Vomin/Vimin)－20log(Vomax/Vimax)（dB）。 （4）其他。 1.2 说明 （1）图1.2.1是LC谐振放大器的典型特性曲线， 图1.2.1 谐振放大器典型幅频特性示意图 （2）放大器幅频特性应在衰减器输入端信号小于5m V 时测试（这时谐振放大器的输入Vi<50μV）。所有项目均在放大器输出接200Ω 负载电阻条件下测量。 （3）功耗的测试：应在输出电压为1V 时测量。 （4）文中所有电压值均为有效值。 1.3 评分标准 1 2. 电路设计 根据赛题要求，需要设计制作衰减器电路、谐振放大器电路和 AGC 控制电路。 2.1 衰减器电路设计 赛题要求衰减器的衰减量 40±2dB，特性阻抗 50Ω，频带与放大器相适应。 衰减器可以采用有源器件和无源元件实现。 利用有源元件实现，可以采用压控增益放大器芯片（例如 VCA810 等），实现固定增益衰减。通过设定合适的控制电压，可以使压控增益放大器工作在固定衰减40 dB 的模式。但是使用压控增益放大器芯片需要考虑电源供电、外围控制调节电路设计等问题，这无疑会增整个系统的电路的功耗，以及复杂性和不稳定性。 采用数控衰减器能够在大动态范围内完成精确衰减。 与外围电路配合，可以使用简单控制方式，实现数控衰减。但是，由于是集成芯片，在一定程度上也会增加系统的功耗，而且成本高，竞赛时采购合适的数控衰减器器件也有困难。 利用无源元件实现。即利用电阻衰减网络对信号衰减。这种...