程控放大器(ad603)

程控放大器(ad603) 本设计由三个模块电路构成:前级放大电路(带AGC 部分)、后级放大电路和单片机显示与控制模块。在前级放大电路中,用宽带运算放大器AD603 两级级联放大输入信号,输出放大一定倍数的电压,经过后级放大电路达到大于 8V 的有效值输出。ADUC812 的单片机显示、控制和数据处理模块除可以程控调节放大器的增益外,还可以实时显示输出电压有效值。 本设计采用高级压控增益器件,进行合理的级联和阻抗匹配,加入后级负反馈互补输出级,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,可控范围大,完成了题目的所有基本和发挥要求。 方案论证与比较 1.可控增益放大器部分 方案一 简单的放大电路可以由三极管搭接的放大电路实现,图 1 为分立元件放大器电路图。为了满足增益 60dB 的要求,可以采用多级放大电路实现。对电路输出用二极管检波产生反馈电压调节前级电路实现自动增益的调节。本方案由于大量采用分立元件,如三极管等,电路比较复杂,工作点难于调整,尤其增益的定量调节非常困难。此外,由于采用多级放大,电路稳定性差,容易产生自激现象。 方案二 为了易于实现最大60dB 增益的调节,可以采用 D/A 芯片 AD7520 的电阻权网络改变反馈电压进而控制电路增益。又考虑到 AD7520 是一种廉价型的 10 位 D/A 转换芯片,其输出 Vout=Dn×Vref/210,其中 Dn 为 10 位数字量输入的二进制值,可满足 210=1024 挡增益调节,满足题目的精度要求。它由CMOS 电流开关和梯形电阻网络构成,具有结构简单、精确度高、体积小、控制方便、外围布线简化等特点,故可以采用 AD7520 来实现信号的程控衰减。但由于 AD7520 对输入参考电压 Vref 有一定幅度要求,为使输入信号在 mV～V 每一数量级都有较精确的增益,最好使信号在到达 AD7520 前经过一个适应性的幅度放大调整,再通过 AD7520 衰减后进行相应的后级放大,并使前后级增益积为 1024,与 AD7520 的衰减分母抵消,即可实现程控放大。但 AD7520 对输入范围有要求,具体实现起来比较复杂,而且转化非线性误差大,带宽只有几 kHz,不能满足频带要求。 方案三 根据题目对放大电路的增益可控的要求,考虑直接选取可调增益的运放实现,如运放AD603。其内部由R-2R 梯形电阻网络和固定增益放大器构成,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,衰减量是由加在增益控制接口的参考电压决定;而这个参考电压可...