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宽带直流放大器摘要：本系统采用FPGA和AT89S52单片机构成的最小系统为控制核心，设计了一个输入电压有效值小于10mV的宽带直流放大器。
其3dB通频带为0～10MHz，在0～9MHz通频带内增益起伏不超过1dB。
系统的基本放大器部分主要由前置放大、可控增益放大和后级功率放大构成，其中前级放大采用高速低噪声电压反馈型运放芯片LM6172实现；可控增益放大以AD600为核心，通过12位串行DAC给予不同的控制电压的方式来达到增益步进5dB （手动连续可调）,总增益从0dB到60dB的目的；后级功率放大由3个电流反馈型放大器AD811构成，其输出电压正弦波有效值V o不小于10V，输出信号波形无明显失真。
通过键盘输入控制、人为预置放大器的带宽值和 64*128点LCD显示，本系统界面友好美观，控制方便。
关键词：程控放大，AD600，功率放大正文：一、方案比较设计与论证1.程控放大方案比较与论证方案一：采用三极管搭接实现。
为了满足增益60dB的要求，可以采用多级放大电路实现。
对电路输出采用二极管包络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，电路复杂，设计难度大，增益可控、高带宽均难以实现。
而且不可控因素多，电路稳定性差，调试难度也大。
故不采用。
方案二：采用可编程放大器的思想，将输入的交流信号作为D/A的基准电压。
理论上讲，只要D/A的速度够快、精度够高就可以实现很宽范围的精密增益调节。
但是，由于控制量和增益呈指数关系，会造成增益调节不均匀。
方案三：使用控制电压与增益成线形关系的可编程放大器PGA，用控制电压和增益成线性关系的可变增益放大器来实现增益控制。
采用可控增益运放AD600实现。
AD600的增益范围为0dB到40dB可调，具有低输入噪声、低失真、低功耗的良好，另外具有直流到35MHZ的高带宽范围，极能满足题目直流宽带放大器各方面的设计要求。
这种方法的优点是电路集成度高，条理清晰，控制方便，易于用单片机处理，能实现系统要求。
宽带直流放大器第三组：陈吉洋、杨在然、周佳佳本设计以超低功耗单片机STM32为控制核心，通过可控增益放大器AD603与OPA642分别实现信号增益的调节和末级的功率放大，在0～10M带宽范围内的小信号进行有效放大，实现增益0dB～100dB 范围内的步进程控可调和手动连续可调，最大不失真输出电压有效值达10V。
系统主要由六个模块组成:直流稳压源、前置缓冲电路、可控增益放大电路、滤波器模块、功率放大模块和控制与显示模块。
本设计在前置缓冲电路对信号进行初步处理，减小后续模块中的噪声来源，同时在后级放大电路中利用软件对后级放大器电路进行补偿，把系统的失调和漂移抑制在较低的限度之内。
关键词：可控增益放大器功率放大带宽一、系统方案论证1.总体方案论证分析放大器设计要求的指标，带宽和增益要求高，放大器带宽为10MHz 以上，增益在0dB～60dB之间可调，并且要求能够在50Ω的负载提供有效值为10V 的正弦波输出。
针对上述特点，我们将整个放大器分为五个模块：前置缓冲级，增益可调的中间放大级，末级功率放大级，控制显示电路和直流稳压电源。
系统整体框图如图1所示。
其中难点是增益可调放大级和末级功率放大级，下面对这两个部分的方案分别进行设计论证。
图1、系统整体框图2.1放大器的论证与选择方案一：单运放电路。
简单的测量放大器是由仪器放大器和可变增益放大器级联而成，该放大电路的优点是电路简单，易于实现，但其零漂很大，放大精度也差。
方案二：精密斩波稳零电路。
精密斩波稳零运放具有更加理想化的性能指标，一般情况下不需要调零就能正常工作，大大提高了精度，但其带宽很小，难以满足设计要求。
方案三：模拟增益可编程运放电路。
使用微控制器控制模拟增益可编程运放可以灵活的实现增益的步进，同时可以实现比较大的增益，但其结构和指令比较复杂，开发周期较长。
方案四：多级运放电路。
应用多级运放可以得到很大的增益，并且对单个运放的性能要求较低，系统总增益等于各运放增益的和，可以将信号放大和功率放大分开处理；带宽也比较好控制，可以选择多种耦合方式，充分的发挥出电路的性能；电路结构也比较简单。
宽带直流放大器设计报告宽带直流放大器摘要：本设计采用STC89C52RD单片作为其测试和控制核心，能够测试放大前后信号的有效值,通过闭环反馈,实现放大增益的稳定。
本系统用单片机控制模拟开关进行增益程控，控制A/D1100采样，控制数模转换器反馈增益状态，控制LCD数据显示，使整个系统能够协调工作,实现宽带直流放大、稳定增益、增益连续调节的功能，AGC功能，高、低频功率放大。
关键词：宽带直流放大，功率放大，AD1100，AGC1. 系统方案1.1系统基本方案经研究，本系统可以分为以下几个基本系统：处理器，控制放大系统，显示、按统，检波、反馈系统。
通过按键进行频率范围选择，放大增益选择。
经处理器处理后，输出指令，控制放大系统选择正确的放大通道增益。
在输出端设置检波，处理器分析输出信号后，将反馈信号回馈给放大系统，以达到增益稳定的效果。
系统框图构架如图。
图1-1 基本系统框图1.1.1 处理器的选择根据宽带放大器的性能要求，本系统需要处理器辅助的步骤有：测得输入电压信号的频率、根据输入信号频率选择不同的放大通道、将当前的放大状态和放大倍数显示于LCD。
分析可以发现该系统对处理器的要求并高，只要保证能够测得较为精确的信号频率，因此我们决定选用STC51系列单片机，其中一款STC5A6S2自带了0Hz至4MHz测频功能，该处理器既能很好地完成处理任务又可以降低制作成本。
1.1.2 模块方案比较、论证和选择(1) 检波反馈模块：为了得到稳定的放大增益，且达到要求的1dB的波动范围，首先要在输出端设置一个输出信号的幅值检测点，处理分析后合成反馈信号。
方案一：利用AD637作有效值检测，AD637使用简单，且精度较好，但是在我们测试时发现，它的高频响应并不是很好，因此我们试图采用其他的方案。
方案二：在隔除直流的前提下，交流信号的峰值与其有效值呈线性比例关系。
因此可以采用包络电路提取其峰值，经过包络电路后的信号为一直流信号，容易测得。
宽带放大器开题报告宽带放大器开题报告一、引言宽带放大器是一种电子设备，用于放大宽带信号。
随着通信技术的发展和应用的广泛，对宽带信号的传输和处理要求越来越高，而宽带放大器作为其中重要的组成部分，扮演着至关重要的角色。
本文将对宽带放大器的开题研究进行报告，介绍其背景、目标和预期成果。
二、背景在现代通信系统中，宽带信号的传输和处理是不可或缺的。
然而，由于信号在传输过程中会受到各种因素的干扰和衰减，因此需要使用放大器来增强信号的强度和质量。
传统的放大器在处理宽带信号时存在一些限制，如频率响应不均匀、失真等问题。
为了克服这些问题，研究人员开始关注宽带放大器的设计和优化。
三、目标本次开题研究的目标是设计一种高性能的宽带放大器，以提高宽带信号的传输和处理能力。
具体而言，我们将关注以下几个方面：1. 频率响应均匀性：通过优化电路设计和参数选择，使得放大器在整个频率范围内都能保持较为均匀的增益特性，避免信号在传输过程中因频率响应不均匀而导致的失真和衰减。
2. 噪声性能：宽带信号的传输过程中容易受到噪声的干扰，因此我们将致力于降低放大器的噪声系数，以提高信号的清晰度和可靠性。
3. 功耗优化：为了满足节能环保的要求，我们将尽可能减少放大器的功耗，同时保持其性能和稳定性。
四、预期成果通过本次开题研究，我们期望能够实现以下几个方面的预期成果：1. 设计出一种具有较为均匀频率响应的宽带放大器，使得信号在传输过程中能够保持较高的质量和稳定性。
2. 降低放大器的噪声系数，提高信号的清晰度和可靠性。
3. 优化放大器的功耗，实现节能环保的目标。
五、研究方法为了实现以上目标和预期成果，我们将采取以下研究方法：1. 理论分析：通过对宽带放大器的原理和工作机制进行深入研究和分析，理解其性能限制和优化方向。
2. 仿真模拟：利用电子设计自动化软件，对不同的电路拓扑和参数进行仿真模拟，评估其性能和稳定性。
3. 实验验证：搭建实验平台，通过实际测量和测试，验证仿真结果的准确性和可行性。
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目录1 设计及任务要求 (1)2 方案论证及选择 (1)3 总体设计及单元电路设计........................... 错误!未定义书签。
3。
1总体设计 (2)3。
2前级放大电路 (2)3。
3后级功率放大电路 (3)3。
4电路特点 (4)3.5 元器件清单 (4)4 调试及结果分析 (5)4。
1 通电前检查 (5)4。
2 通电检查 (5)4。
2。
1前级放大电路的调试 (5)4.2.2后级功率放大电路的调试 (5)4。
2。
3整体电路的调试 (5)4.3 结果分析 (6)5 小结 (7)6 设计体会及今后的改进意见 (7)6.1 体会 (7)6.2 本方案特点及存在的问题 (8)6。
3 改进意见 (8)参考文献 (9)1 设计及任务要求宽带直流放大器设计基本要求：(1）电压增益AV=20dB，输入电压有效值Vi=20mV。
AV可在0～40dB范围内手动连续调节。
（2）最大输出电压正弦波有效值V o≥2V，输出信号波形无明显失真。
（3)3dB通频带0～1.5MHz；在0~1MHz通频带内增益起伏≤1dB。
（4)放大器的输入电阻≥50，负载电阻（50±2）。
参考元器件:OPA642，AD811，AD6032 方案论证及选择（1)前级增益控制的选择方案一:前级放大采用OPA642和AD603,第一级用OPA642的同相比例放大电路进行放大，第二级采用AD603的典型电路放大,其增益在-10dB至30dB可调，带宽可以达到90MHz,通过改变缩放比例参考电压来调节增益大小。
目录任务书 (3)一方案比较与选择 (4)二、总体方案设计及系统方案图 (4)三、主要单元电路介绍 (5)1.AD603构成的前级放大电路 (5)2.二级放大电路 (6)3、低通KRC滤波器 (6)4.后级功率放大电路 (8)5.直流稳压电源 (9)四、设计和调试中遇到的问题 (9)1、带宽增益积 (9)2、通频带内增益起伏控制 (10)3、抑制直流零点漂移 (11)4、放大器稳定性 (11)五、数据测量 (12)六、总结与心得体会 (12)七、参考文献 (12)宽带直流放大器摘要：针对小信号的幅度小、干扰大、线性放大难和提取难度大等问题，设计一种宽带直流放大器，是以可变增益放大器AD603为核心的放大电路。
前级信号调理电路、后级功率放大电路和滤波电路组成。
该放大器具有高增益连续可调、输出波形无明显失真、有效控制零点漂移和噪声、可输出大功率等特性，且在0-10MHZ的频带内信号可放大。
关键词：可控增益；带宽；零点漂移；功率放大器Wideband DC amplifierAbstract: Based on the size of small signal and large disturbance, ifficult to make the linear amplification and extraction is difficult, to design a broadband dc amplifier, based on the variable gain amplifier AD603 amplification circuit as the core. Levels before after signal regulate circuit, power amplifying circuit and filter circuit. The amplifier has high gain continuous adjustable, no obvious distortion of output waveform, effective control of zero drift and noise, can output high power, such as characteristics, and in the 0 to 10 MHZ frequency band signal can be amplified.Key words: Controllable gain; Bandwidth; Zero drift; Power amplifier任务书一、任务设计并制作一个宽带直流放大器及所用的直流稳压电源。
宽带直流放大器（杨秋云）组员：李华卫毛丽君杨秋云肖茜雯谭平平摘要：本作品以STM32F103VET6为控制核心，采用宽带放大芯片LMH6624和压控放大器VCA810结合方式，实现了设计中可调增益的要求；采用低噪声电流反馈运放THS3091芯片实现了10V有效值输出的功率放大；在系统设计中，采用了合理的阻抗匹配，规范的线路布局和有效的散热设置，并且综合考虑了去耦、滤波，以及使用同轴电缆屏蔽干扰，降低功耗，减少了高频信号的噪声和自激，全面提高了系统的稳定性。
经测试，指标达到设计的要求。
关键词：STM32F103VET6 LMH6224 VCA810 THS3091一、方案论证与选择1、前级放大模块方案一：采用三极管和各分立元件构成前级放大器。
实现不小于22dB的增益，本方案成本低，但电路复杂，调试繁琐，且电路稳定性差，容易产生自激现象。
方案二：采用集成芯片。
采用放大器LMH6624做前级放大的核心器件，具有低噪声、低功耗、高性能的优点。
所以我们采用此方案。
2、可控增益放大模块方案一：采用场效应管控制增益实现。
采用单片机控制场效应管工作在可变电阻区，利用其电压与电阻的线性关系实现增益的控制，但由于大量分立元件的引入，使得电路复杂且稳定性差。
方案二：采用程控放大器VCA810实现。
因为VCA810的可调范围-40dB~+40dB，那么可直接采用VCA810作为放大的中间调节级对已进行小倍数放大的信号进行再次放大或衰减。
更有一点就是VCA810具有宽带低噪声，并且以dB为单位的线性增益的特点。
该方案方便、稳定，可操作性强，所以采用此方案。
3、低通滤波模块方案一：采用集成芯片实现有源滤波电路。
集成芯片成本较高，而且截止频率难达到设计的要求。
方案二：采用椭圆低通滤波器。
椭圆低通滤波器是一种零、极点型滤波器，它在有限频率范围内存在传输零点和极点。
同样的性能要求，椭圆低通滤波器的通带和阻带都具有等波纹特性，因此通带，阻带逼近特性较好，比其它滤波器所需用的阶数都低，而且它的过渡带比较窄，可以更好的达到设计的要求，所以采用此方案。
宽带直流放大器设计报告设计部分：1、系统框图输入信号通过前置放大器实现输入电阻≥50欧，经过中间放大器，将信号放大，最后经末级放大器达到了负载电阻（50±2） 的指标要求2、硬件电路设计（1）前级放大电路前置放大电路使用电压跟随器实现，如下图所示本系统的通频带为0-10MHZ，为避免引入噪声，其输入阻抗必须限定定在50欧~100欧之间，若电压跟随器的阻抗为Rn，上图电路的输入阻抗为R=Rn//R1=R1*Rn/(Rn+R1)其结果R约等于R1，实际电路应用中，R1取100欧，则R大于50欧此前置放大器有缓冲、隔离的功能，其电压增益接近于1，运算放大器用opa642，此放大器的增益带宽积为400MHz（2）中间放大电路中间放大电路由固定增益模块和增益控制模块组成，从而实现增益可控OPA620集成运放的开环增益带宽积为200MHz，为满足系统的最大通频带10MHz的要求，由OPA620构成的单级闭环放大器的最大增益不能大于A（dB）=增益带宽积/10MHz=20dB由OPA620的幅频和相频特性得，当单级闭环放大器的增益为20dB时，线性相位为零的最大频率约为3MHz，而为16dB时通频带为12.5MHz满足通频带带宽的设计要求。
而增益要大于40dB，则可以用两级16dB级联，再级联一个由AD603构成的增益控制模块增益控制模块AD603的工作原理：电源电压Vs：±7.5V；输入信号幅度VINP：+2V；增益控制端电压GNEG和GPOS：±Vs当脚5和脚7短接时，AD603的增益为40Vg+10，这时的增益范围在-10～30dB。
当脚5和脚7断开时，其增益为40Vg+30，这时的增益范围为10～50dB。
如果在5脚和7脚接上电阻，其增益范围将处于上述两者之间。
而前两级增益为35dB，为使增益大于40dB，则vg要在-0.05 v~0.5v（3）末级放大电路（此部分参考09国赛，对于工作原理不是很清楚）。
宽带放大器开题报告1. 研究背景和意义宽带放大器是一种用于放大宽带信号的电子设备，广泛应用于通信、广播、无线电等领域。
随着通信技术的不断发展，对于宽带放大器的需求也越来越大。
因此，本研究旨在设计和开发一种高性能的宽带放大器，以满足日益增长的宽带通信需求。
2. 研究目标本研究的主要目标是设计一个具有高增益、低噪声和宽带特性的宽带放大器。
具体来说，我们希望实现以下目标：•实现尽可能高的增益，以提供强大的信号放大能力；•实现尽可能低的噪声系数，以保持信号的纯净性；•实现宽带特性，以适应不同频率范围内的信号放大需求。
3.研究方法我们将采用以下步骤来实现研究目标：1.需求分析：了解宽带放大器的基本原理，深入研究市场上已有的宽带放大器产品，分析用户需求。
2.设计方案：根据需求分析结果，确定宽带放大器的整体设计方案。
包括选择适当的放大器拓扑结构、选取合适的元器件、确定电路参数等。
3.电路设计：根据设计方案，进行电路设计。
涉及到模拟电路设计、电磁兼容性分析、电源和温度的设计等。
4.原型制作：根据电路设计结果，制作宽带放大器的实际原型。
包括选取合适的PCB材料、制作PCB板、焊接元器件等。
5.实验测试：对制作好的宽带放大器原型进行实验测试。
包括测量其增益、噪声等性能指标，分析实验结果。
6.优化改进：根据实验结果，对宽带放大器进行优化改进。
可能涉及到电路参数的调整、元器件的更换等。
7.性能评估：对优化改进后的宽带放大器进行性能评估。
包括与市场上的同类产品进行比较，评估其在增益、噪声等方面的优势。
4. 预期成果通过以上研究方法，我们预期能够实现一个具有高增益、低噪声和宽带特性的宽带放大器。
具体预期成果如下：•实现增益大于20dB的宽带放大器；•实现噪声系数小于2dB的宽带放大器；•实现频率范围在1GHz至10GHz之间的宽带特性。
5. 参考文献1.Smith, A. B., & Johnson, C. D. (2010). High-frequency and broadbandcircuits: An introduction. CRC Press.2.Razavi, B. (1998). Design of analog CMOS integrated circuits. McGraw-Hill Education.3.Lee, T. H. (2015). The design of CMOS radio-frequency integratedcircuits. Cambridge University Press.以上为宽带放大器开题报告的草稿，详细的研究内容和结果将在后续的研究工作中逐步展开和完善。
宽带直流放大器——年全国大学生电子设计大赛(C题)宽带直流放大器宽带直流放大器是一种常见的电子器件，广泛应用于通信系统、射频领域和电源管理等领域。
年全国大学生电子设计大赛的C题正是关于宽带直流放大器设计。
本文将围绕这个题目展开论述。
一、概述宽带直流放大器是一种具有高增益和宽频带的放大器。
它能够在直流到高频范围内提供稳定的放大功能。
在通信系统中，宽带直流放大器常用于信号放大、频率转换和滤波等应用。
而在射频领域，它主要用于功率放大和射频信号传输。
此外，在电源管理中，宽带直流放大器则用于实现高效的电能转换。
二、电路设计1. 选择合适的放大器类型：宽带直流放大器可以采用多种放大器结构，如共射极、共基极和共集极三种基本的放大器结构，或者采用复合放大器结构。
根据具体要求和应用场景，选择适合的放大器类型。
2. 设计合适的输入输出匹配电路：输入输出匹配电路的设计对于宽带直流放大器的性能至关重要。
通过合理选择电阻、电容和电感等元件，并根据实际情况调整其数值，可以实现输入输出电路的匹配。
3. 优化放大器的增益与带宽：宽带直流放大器需要在保证足够增益的同时，实现尽可能宽的频带。
通过合理选择放大器的参数，如电阻、电容和电感等，以及调整器件的尺寸和工作电压等，可以优化放大器的增益与带宽。
4. 提高直流工作点的稳定性：宽带直流放大器在工作时需要保持稳定的直流工作点，以确保放大器正常工作。
可以采用负反馈、电压稳定源等方法，提高直流工作点的稳定性。
三、性能指标1. 增益：宽带直流放大器的增益是衡量其放大能力的重要指标。
增益的大小决定了信号的放大程度，一般以分贝(dB)为单位表示。
2. 带宽：宽带直流放大器的带宽是指在其输出信号的幅度衰减到原始信号的70.7%时对应的频带范围。
带宽的大小决定了放大器能够传输的频率范围。
3. 输出功率：宽带直流放大器的输出功率是指在给定负载下，放大器能够输出的最大功率。
输出功率的大小决定了放大器的输出能力。
2009年全国大学生电子设计竞赛【本科组】宽带直流放大器（C题）摘要：本宽带直放大器使用一片ad8039两级前置放大然后经过由VCA810组成的程控放大电路经过5M和10M的三阶无源滤波器再通过AD811精密运放和BUF634缓冲电路接负载输出，整个系统由单片机通过键盘控制，可以在手动与步进放大倍数之间调节，也可以通过按键调节5M和10M通道的滤波器，该系统性能指标良好，增益可以在0~66.8dB之间调节，在规定的带宽范围内幅度波动没有超过1dB,完成了题目的要求。
关键词：前置放大无源滤波步进放大Abstract:The broadband amplifier using a straight ad8039 two levels of preamplifier and then through a programmable amplifier circuit composed of VCA810 through a 5 m and 10 m of third-order passive filter through AD811 precision op-amp and BUF634 load output buffer circuit, the whole system is controlled by a single-chip microcomputer by keyboard, can step between magnification and manual adjustment, can also use buttons adjust the filter of 5 m and 10 m channel, the system performance is good, can be between 0 ~ 66.8 dB gain adjustment, amplitude fluctuations within the bandwidth of the provisions of no more than 1 dB, completed the topic request.Key Word：pre-amplification Passive filter Step amplification目录1. 系统设计 (1)1.1设计要求 (1)1.1.1设计任务 (1)1.1.2技术指标 (1)1.2方案比较与选择 (2)1.2.1可控增益放大方法比较与选择 (2)1.2.2功率输出部分方法比较与选择 (2)1.2.3直流稳压电源方案比较 (3)2. 单元电路设计及参数计算 (4)2.1前置放大模块 (4)2.2可控增益放大模块 (4)2.3 3dB截止频率为5MHz和10MHz滤波器模块 (5)3. 软件设计 (7)3.1程序总体流程图 (7)3.2程序清单（见附录2） (7)4.系统测试 (7)4.1测试仪器 (7)4.2测试结果 (8)5. 结束语 (10)参考文献 (10)附录 (10)附录1 主要元器件清单 (10)附录2 程序清单 (11)1.系统设计1.1设计要求1.1.1设计任务设计并制作一个宽带直流放大器及所用的直流稳压电源。
2009年C题宽带直流放大器本设计利用凌阳单片机自带双路DAC控制可变增益宽带放大器AD603来实现直流宽带放大。
宽带直流放大器中北大学刘明苗江龙冷佳鹏摘要：本设计利用可变增益宽带放大器AD603来实现宽带直流放大，使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激。
整个系统通频带为0～6MHz，在0～5.5MHz内增益起伏小于1dB，最小增益0dB，最大增益53dB。
增益在0～53dB 可实现1dB、3dB、5dB、10dB步进和步减。
最小输入电压小于10mV。
最大不失真输出电压有效值达 3.7V。
本系统的核心控制功能由凌阳单片机实现。
由于其内部资源丰富，内嵌两路10位DAC，因而能更好的实现电路的功能。
关键词：AD603 凌阳单片机宽带直流放大一、方案选择与论证本系统电路分为以下几部分：放大电路、增益控制部分、键盘及LCD显示部分和稳压电源四大功能模块。
1、主放大电路方案一：利用高速运放加数字电位器构造可程控放大器，通过控制数字电位器阻值来控制放大器增益。
但数字电位器建立时间最快也需几us，加之数字电位器3db截止频率一般在几百KHz，当输入信号为MHz数量级下阻值准确性会产生失真，使得程控变得困难，而且高速运放在低频下的响应远不能满足要求。
因此，此方案可行性较差。
方案二：对高低频信号分别搭建两路程控运放电路，通过单片机对输入信号测频进而控制模拟开关进行通道切换。
但是性价比较高的模拟开关一般导通内阻较大，不利于应用于小信号放大电路，加之单片机对宽带信号进行测频实现起来也相当困难。
方案三：利用可变增益宽带放大器AD603级联实现主放大电路。
AD603是一个低噪声、低畸变、高增益精度的增益可调的集成运放；其工作模式有三种，其中工作在模式1时带宽为90MHz。
其控制方式为电压控制型，改变差放输入口GPOS和GNEG之间的电压差Vg，便可实现增益大小的调节。
所以我们选用方案三作为主放大电路的实现方式。
2. 直流稳压电源方案一：线性稳压电源。
宽带直流放大器的设计摘要：宽带直流放大器在科研和测量仪器中具有重要作用，本设计以可编程增益放大器VCA822、12位串行D/A芯片DAC7611和TI公司的MSP430F149单片机为核心，设计一种可编程控制电压增益的宽带直流放大器。
宽带直流放大器的电压增益从0dB到60dB，可以通过按键手动连续调节，输出电压有效值从5mV 到12V，控制误差不大于5%，放大器带宽达到10MHz。
最大输出电压正弦波有效值V o≥10V，输出信号波形无明显失真。
在A V＝60dB时，输出端噪声电压的峰－峰值V ONPP≤0.3V。
放大器所用的直流稳压电源的效果比较理想，符合设计的大部分要求。
关键词：宽带直流放大器；MSP430F149；D/A；A/D；可编程。
1.作品简介本设计以VCA822、MSP430F149、DAC7611芯片构成的电路为核心，加上峰点检测电路，滤波放大电路，功率放大电路，按键控制电路，显示电路模块，以实现对宽带直流放大器的电压放大倍数、输出电压进行精确控制并显示。
宽带直流放大器的电压增益从0dB到60dB，可以通过按键手动连续调节，输出电压有效值从5mV到12V，控制误差不大于5%，放大器带宽达到10MHz，在0到9MHz通频带内增益起伏小于等于1dB。
最大输出电压正弦波有效值V o≥10V，输出信号波形无明显失真。
在A V＝60dB时，输出端噪声电压的峰－峰值V ONPP≤0.3V。
所设计的放大器所用的直流稳压电源部分的特性比较好，稳压效果相当理想。
按键和显示电路部分实现人机交互，完成对电压放大倍数和输出电压的设定和显示。
2.方案设计2. 1方案论证与选择本设计采用程控的方法对宽带直流放大器的电压放大倍数进行准确控制，同时也能够在当输入电压在一定的范围内变化时输出电压进行自动稳幅。
由于要实现对该宽带直流放大器的电压增益可调的目的，经过分析，电压增益可控制部分的设计得到如下的三种方案。
方案一：利用场效应管工作在可变电阻区，输出信号取自电阻与场效应管的分压的这个原理。
宽带直流放大器江帆、胡斌、王泽强摘要:本系统采用宽带压控增益放大器VCA810来实现增益可调，由前级放大模块、增益控制模块、带宽预置模块、后级功率放大模块、键盘及显示模块和电源模块组成，具有宽带数字程控放大功能。
在前级放大电路中，用宽带电压反馈型运算放大器OPA690和宽带压控运算放大器VCA810放大输入信号，再经后级THS3091功率放大电路将电压放大十倍，并增大输出电流，增强负载驱动能力，提高输出电压有效值范围。
经验证，本方案完成了全部基本功能和部分扩展功能。
关键字：压控增益放大器；功率放大；宽带数字程控一．系统方案论证1.1可控增益放大器部分方案一：采用场效应管或三极管控制增益。
只要利用场效应管的可变电阻区（或三极管等效为压控电阻）实现程控增益，本方案由于采用大量分立元件，电路复杂，稳定性差。
方案二：为了易于实现最大60dB增益的调节，可以采用高速乘法器型D/A 实现，比如AD7420。
利用D/A转换器的VRef作为信号的输入端，D/A的输出端做为输出。
用D/A转换器的数字量输入端控制传输衰减信号实现增益控制。
此方案简单易行，精确度高，但经实验知：转化非线性误差大，带宽只有几kHz,而且当信号频率较高时，系统容易发生自激，因此未选此方案。
方案三：根据题目对放大电路增益可控的要求，考虑直接选取压控增益运算放大器VCA810实现，其特点是以dB为单位进行调节，可调增益-40dB至+40dB，可以用单片机方便地预置增益。
综合以上的分析可知，方案三电路集成度高、条理较清晰、控制方便、易于数字化程控处理。
所以本系统采用方案三。
1.2滤波部分为了达到题目要求的5M和10M带宽，需制作两路低通滤波器电路。
方案一：由无源器件（电阻、电容、电感）构成八阶椭圆滤波器，电路比较简单，成本低，不需要直流电源供电，可靠性高；缺点是：通带内的信号有能量损耗，负载效应比较明显，使用电感元件时容易引起电磁感应。
方案二：为达到通频带内增益起伏≤1dB，采用四阶巴特沃斯低通滤波器。
毕业论文开题报告机械设计制造及其自动化宽带直流放大器的设计与仿真一、宽带放大器的背景和选题意义伴随着二十一世纪微电子技术领域的广泛发展，在日常生活和生产中就需要能够较长距离的无论在何时何地迅速且准确的实现多媒体的传输，于是，无线通讯技术随之便有了迅捷的的发展，成熟度也有了较大的提高。
本课题所涉及的宽带放大器便是日常通讯系统和其他电子系统中重要的部分。
由此可见，宽带放大器在日常生活以及科学领域的通信系统中有着卓越而显著作用，随着电子科技技术的发展，人们对宽带放大器的要求也越来越高。
当然宽带直流放大器同样在科研中扮演着重要的角色，而宽带运算放大器的运用也比较广泛，例如A/D转换器，D/A转换器，波形放大器，有源滤波器，视频放大器等等的电路中。
日常的通讯，电视广播，各种雷达以及自动控制等各种装置中都有宽带放大器。
所以宽带直流放大器在各个领域中运用非常广泛，有着良好的市场前景和研究意义。
所谓的放大器其实就是能把远方的输入信号的电压或功率实现放大的一种装置，它由数个电子管或者晶体管，电源变压器以及其他一些原件组成。
一般放大器的原理是将高频功率放大器作为发射机的末端，然后将高频已调波信号功率放大，来满足功率放大的要求，然后通过天线将已调波信号辐射到空间中去，来保证在所需区域内的接收器能够接收到满意的信号电平，而且不会干扰到相邻道的通信。
前面所提到的高频放大器是通信系统里面发送装置中的一个重要组件，按高频放大器工作频带的宽窄可以划分为宽带高频功率放大器和窄带高频功率放大器，其中的窄带高频功率放大器又被称为调谐功率放大器或协整功率放大器，其特点是通常以有选频滤波作用的选频电路作为自己的输出回路；因为传输线变压器或其他宽带匹配电路往往被宽带高频放大器作为输出电路，所以宽带高频放大器同样被称为非调谐功率放大器。
二、研究目标与主要内容1、自行设计制作一个宽带直流放大器和所需的直流稳压电源。
2、电压增益AV>=40Db,输入电压的有效值Vi<=20mV.所需电压增益AV可在0-40dB范围内手动连续调节3、要求放大器最大输出电压正弦波有效值Vo>=2V,且输出信号的波形无明显失真。
一种大动态宽带放大器的研究与设计的开题报告
题目：一种大动态宽带放大器的研究与设计
背景与目的：
随着通讯技术的发展，现代通讯系统需要具备大动态范围和宽带的
特点，以满足高速、高精度、高分辨率的通讯要求。
因此，在现代通讯
系统中，放大器是必不可少的组成部分之一，而大动态宽带放大器的研
究和设计是现代通讯系统研究的重点之一。
本研究旨在设计一种大动态宽带放大器，满足现代通讯系统的要求，提高通讯系统的性能和可靠性，并为通讯系统的发展做出贡献。
内容与方法：
本研究的内容主要包括以下几个方面：
1. 大动态宽带放大器的基础理论研究。
2. 放大器的电路设计和优化分析。
3. 放大器的实验验证，性能测试和数据分析。
在方法上，本研究将采用以下几种方法:
1. 文献调研，了解现有放大器的设计理念和技术。
2. 计算机仿真，模拟放大器电路设计，进行优化和调整。
3. 实验验证，通过实验测试和数据分析，评估放大器的性能和可靠性。
预期结果：
本研究预期将得出一种高性能、高可靠性的大动态宽带放大器设计
方案，使其能够广泛应用于现代通讯系统中，提高通讯系统的性能、可
靠性和质量。
HEFEI UNIVERSITY
毕业设计（论文）
开题报告
题目宽带直流放大器的设计与研究系别电子信息与电气工程系
专业通信工程
班级 09 级通信工程（ 2 ）班
姓名
指导老师
完成时间 2013 —03 —29
合肥学院电子信息与电气工程系毕业设计(论文)开题报告
研究背景：
随着微电子技术的发展，人们迫切地要求能够远距离随时随地迅速而准确地传送多媒体信息。
于是，无线通信技术得到了迅猛的发展，技术也越来越成熟。
而宽带放大器是上述通信系统和其它电子系统必不可少的一部分。
由此可知，宽带放大器在通信系统中起到非常重要的作用，于是人们也对它的要求也越来越高。
宽带直流放大器在科研中具有重要作用，宽带运算放大器广泛应用于A∕D转换器、D∕A转换器、有源滤波器、波形发生器、视频放大器等电路。
例如在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。
因此宽带直流放大器应用十分广泛，有非常好的市场前景。
宽带直流能够放大直流信号或变化极其缓慢的交流信号，它广泛应用于自动控制仪表，医疗电子仪器，电子测量仪器等。
目前在无线通信、移动电话、卫星通信网、全球定位系统(GPS)、直播卫星接收(DBS)、ITS通信技术及毫米波自动防撞系统等领域有着广阔的应用前景，在光传输系统中，宽带直流放大器也同样占有重要地位。
主要内容：
本系统利用 C8051F120单片机作为主控制器，设计并实现了一宽带直流放大器，通过三级直接耦合放大和一级功率放大，放大倍数为0～40dB，通频带为0～10MHZ可预置。
通频带内增益起伏≤3 dB；由外置键盘实现增益可控预置，步距为5dB；由LCD12864同步显示增益预置值和增益步进值；利用单个元器件的零点漂移特性，巧妙采用放大级正向、反向输入端，有效的抑制了零漂。
整个系统实现简单，操作界面友好。
设计方案：
方案一：集成运放和分立元件相结合。
宽带集成运放级联构成前置放大电路，实现小信号的前置放大及增益要求；运算放大器加分立器件三极管构成功率扩展型电路实现末级功率放大。
方案二：采用分立元件，利用高频三极管或场效应管差分对构成多级放大电路，末级采用大功率器件来保证输出功率，通过负反馈电路来确定增益。
该方案可实现的放大器工作频率高、功率大，但其电路比较复杂，且零点漂移严重，难以实现直流信号的放大。
此外，由于电路采用了多级放大，其稳定性差，容易产生自激现象。
方案三：采用集成运算放大器芯片级联构成。
集成运放芯片使用简单，精度高，但是采用这种方案，放大器可能会出现输出功率不够，因此我们采用两个功率集成运放并联的方式实现增大输出功率。
方案选定：经三种方案比较，考虑到集成运放高增益、低直流漂移的优点和增益容易控制，决定采用方案三。
技术路线：
1、设计框图
以单片机为控制器，输入信号通过前置放大、中间级放大，再经过通频带选择网络完成对通频带带宽的选择，由末级放大器输出。
通过键盘控制选择通频带带宽、电压增益等参数，并由显示器同步显示增益预置值和增益步进值。
前置放大器信号输入Vin 控制器显示预置输入中间级放大器通频带选择网络信号输出
Vout
末级放大器自制稳压电源220V
50Hz
图1 宽带直流放大器系统框图
2、硬件电路设计
（1）前级放大电路
图2 前级放大原理图
前置放大电路使用电压跟随器实现，如图2所示。
考虑到本系统的通频带为0~10MHz ，为避免引入噪声，其输入阻抗必须限定50Ω~100Ω之间，若电压跟随器的阻抗为Rj ，图2电路的输入阻抗为
实际电路取Rk=100,则＞50。
此前置放大电路还具有缓冲、隔离的功能，其电压
增益接近于1，运算放大器选用OPA642，此放大器的增益带宽积为400MHz 。
（2）中间级放大器
图3 中间级放大原理图
k k k k R R R R R R R R ≈+*==j j j n i //
本级放大器由固定增益模块和增益控制模块组成，增益达42dB ，带宽为12.5 MHz ，实现增益从22dB 到42dB 可控，并能实现增益为5dB 步进可调。
OPA620集成运放的开环增益带宽积为200MHz ，为满足系统最大通频带为10MHz 的要求，由OPA620构成的单级闭环放大器的最大增益不能大于
由OPA620的幅频和相频特性（如图4所示）得，当单级闭环放大器的增益为20dB 时，线性相位为零的最大频率约为3MHz ＜10MHz ，由此得出当单级闭环增益16dB 时，通频带为12.5MHz ，满足通频带带宽的设计要求。
若同时获得60dB 电压增益，至少需要四级放大。
第一级放大器，取R1=100Ω，R2 =100Ω，
由公式 dB ，得R3=530Ω，Av1 =6.3倍；同理可得第二级放大器： R6 =630Ω，Av2 =6.3倍。
图4 OPA620的幅频和相频特性
增益控制模块： 在两级6.3倍（16dB ）单闭环放大器级联后，再级联一级可变增益放大器（AD603），以实现对电压增益预置和步进的控制，如图5所示。
AD603增益与控制电压的关系为AG （dB ）=40Ug+10，输入控制电压Ug 由AD603的1脚输入，控制电压范围为-0.5~+0.5。
单片机可以通过D/A （将数字量转换为对应的模拟电压量Ug ）来控制AD603的放大倍数，中放的最大增益=AGdB+16dB ×2。
设计时Ug 取值范围为-0.5~0，从而实现增益从22dB 到42dB 可控，并能实现增益为5dB 步进。
图5 增益控制模块原理图
B MH MH MH dB A d 20z
10z 200z 10)(===增益带宽积16) R R 20lg(1 20lgAv 2
31=+=
（3）末级放大电路 当系统负载电阻为(50±2)Ω时，最大输出电压Vo ≥10V ，则由公式 可计算出最大输出功率为2.08W 。
经前置放大和中放电路放大后，不具备驱动负载的能力，需经末级功率放大电路放大后才能达到系统对输出功率的要求。
参考音频放大器中驱动级电路，考虑到负载电阻为(50±2)Ω，输出有效值大于10V ，末级采用两级三极管直接耦合功率放大器，如图6所示。
末级放大电路的电压增益在第一级，第二级采用了一对孪生功放管D669A 和B649A （特征频率fT=140MHz ，Ic=1.5A ）进行功率放大。
整个电路设计有频率补偿，可对0到10MHz 的信号进行线性放大，放大倍数
在实际制作过程中通过调节可变电阻R10调整反馈深度获得20dB 增益，使整个放大器的总增益为62dB ，在10MHz 以下的通频带内增益非常稳定，可有效抑制通频带内增益起伏的变化。
图6 末级放大原理图
（4）各级增益控制
通过以上论述可得，系统总增益可调范围是42 dB~62 dB ，不能满足题目的要求。
利用两组衰减网络分别将系统增益衰减20 dB 和42 dB ，如图7所示，可实现系统增益分别在0~20 dB 、22 ~42 dB 和42~62 dB 间变化，再结合增益控制模块实现了系统增益手动连续可调、5 dB 步进和预置。
实验测试得，经42 dB 衰减网络后，系统频率特性仍较好。
而经20 dB 衰减网络后，输入信号频率在1MHZ 以上时，增益有所下降，为稳定增益，在衰减电阻上并联15pF 的电容进行频率补偿。
采用三组继电器对增益范围进行切换，由单片机的I/O 口P2.0、P2.1和P2.2控制继电器的动作。
图7 增益衰减网络
o 2R U P =18
//]//121r [)1(176be 2≈⨯+++=
R R R R A V ）（ββ
关键问题：
1、抑制直流零点漂移
在实际电路中，输出漂移会较为明显，单级产生的零点漂移会是负漂移。
中放设计中我们抑制漂移的方法是，输入信号从第一级运放的正向端输入，输出至第二级运放的反向输入端，且由放大倍数相同和选用元件参数尽可能一致，这种方法可使相邻两级的漂移相互抵消，可达到抑制漂移目的。
2、通频带内增益起伏控制及放大电路的稳定性
本设计电路电压增益在通频带内波动较明显，通过对各级放大电路进行频率补偿，所以在电源端增加去耦0.1uF和100uF电容，电容电阻的引线部分也要尽可能的短，并且采用屏蔽盒对系统电路板进行屏蔽。
时间安排：
1、第1~4周：广泛查阅资料明确设计方向准备开题
2、第5周：对所选的宽带直流放大器进行系统的认知和学习
3、第6周：掌握制作宽带直流放大器的电路原理
4、第7周：掌握制作宽带直流放大器的设计方法
5、第8周：变换器电路工作原理分析，设计主电路参数
6、第9周：掌握宽带直流放大器的硬件的制作方法
7、第10周：开始宽带直流放大器的硬件制作
8、第11周：学习仿真软件使用，进行电路仿真
9、第12周：测试并完善宽带直流放大器的硬件制作，完成电路调试，分析结果
10、第13周：开始编写宽带直流放大器的论文
11、第14周：完善宽带直流放大器的设计和论文
12、第15周：制作答辩所需的内容及ppt，准备答辩。
