宽带直流放大器 类别:模拟技术 阅读:858 在现代电子设备、通讯设备和科研生产中常需要利用放大电路将传感器输出的微弱信号或通信接收端接收到空中微弱的信号进行提取、放大。只有将信号放大到一定程度才能满足后级设备的要求,使分析结果正确。同时很多设备还要求具有一定输出功率,才能驱动后级设备或使通信的发射端将信号有效传输到接收端。然而面对多种多样的放大要求,现在的放大电路难以在频带、增益动态范围、功率等参数满足设计要求。为此,这里设计一种宽带直流放大器,该直流放大器的频率从 0 Hz 到 10 MHz,增益调节范围为 0~75 dB,带宽可设置为 5 MHz 或 10 MHz 两种,后级功率放大电路可输出 20 V 的峰峰值。该系统成本低廉,精度高,满足一般生产科研实验要求,可应用于多种场合,具有推广性。 1 系统设计方案 1 .1 可控增益放大 可控增益放大由可变增益放大器(VGA)AD603 实现的。AD603 具有单通道、宽频带、低噪音、低畸变、高增益精度等特性,其内部是由 R-2R 梯形电阻网络和固定增益放大器构成,施加在其梯型网络输入端的信号经衰减后,由固定增益放大器输出,增益量是由增益控制接口参考电压决定;而该参考电压是通过单片机进行运算并控制 D/A 转换器输出其控制电压来获得的,从而实现较精确的数字控制。此外 AD603 能提供由直流到 30 MHz 以上的工作带宽。电路集成度高,易于单片机控制,稳定性好,满足系统要求。 1 .2 后级功率放大 采用多片集成运算放大器并联组成后级功率放大电路,通过改变放大器的增益实现不同倍数放大,多片放大器并联可提供较大的输出电流。多片集成运算放大器并联放大电路结构较为简单,易于实现,且输出波形可无明显失真。该系统选用高压低失真电流反馈型放大器THS-3091,最大驱动电流可达 350 mA,3 片 THS3091 最大可提供为 l050mA 的电流,完全满足系统设计要求。 1 .3 滤波电路 根据系统设计要求,需要一个 5 MHz 和 10 MHz 的低通滤波器,一般集成滤波器和有源滤波电路都难以达到上述带宽要求,且价格高。因此,该方案采用七阶无源椭圆滤波器,该滤波器具有结构简单、成本低廉、带宽大,稳定性好,波动小等特点。并利用滤波器设计软件 filter solution快速设计出通带波动小阻带衰减大的滤波器。 2 系统硬件电路设计 系统总体设计方案如图 1 所示,该系统由前级信号调理电路、可控增益电路、加法器电路、滤波选择电路、...