直流放大器简介

第29卷第1期湖北民族学院学报（自然科学版）Vol．29No．12011年3月JournalofHubeiUniversityforNationalities（NaturalScienceEdition）Mar．2011

收稿日期：2010－10－20．基金项目：湖北省教育厅科学研究项目（DZ0101903）．作者简介：刘三军（1980－），男，硕士，主要从事嵌入式、SOPC技术的研究．宽带直流放大器的设计

刘三军，樊江川，宴佳治，廖红华

（湖北民族学院信息工程学院，湖北恩施445000）

摘要：宽带直流放大器在无线通信领域，尤其是发射机的末级有重要的用途．通过各种方案的比较，系统采用运放OPA690作为前级和中间级放大，输出级采用±15V供电的视频运放AD811，辅以相应的偏置电路和程控可调电阻实现增益的调节，以单片机MSP430为控制核心；设计出电压增益AV范围为0～60dB，最大输出电压有效值Vo≥10V，3dB通频带为0～10MHz的宽带直流放大器．人机接口采用红外遥控及LCD液晶显示器，控制界面直观、简洁，具有良好的人机交互性能．关键词：宽带放大器；带宽增益；MSP430；OPA690中图分类号：TP212．2文献标识码：A文章编号：1008－8423（2011）01－0103－05

DesignofWidebandDCAmplifier

LIUSan－jun，FANJiang－chuan，YANJia－zhi，LIAOHong－hua（SchoolofInformationEngineering，HubeiUniversityforNationalities，Enshi445000，China）

Abstract：WidebandDCAmplifiercanbewidelyusedinwirelesstelecommunicationfield，especiallyin

theoutputsideofatransmitter．Basedonthecomparisonofvariousmethods，thesystemusesOPA690asfrontandmiddleamplifiersandAD811astheoutputamplifier，andusestheadjustableresistorsto

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基于Ｎｅ５５３２运放实用直流放大器的设计

作者：黎晓贞

来源：《硅谷》2008年第19期

[摘要]论述一种直流放大器的设计方法，采用三运放的仪表放大器放大直流信号，使输出电流大小满足最大电压输出时负载电流的要求。

[关键词]直流放大 仪表放大器 双T桥式带阻滤波器 工频干扰 晶体管扩流

中图分类号：TM93文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)1010028－01

一、系统总体设计

根据要求系统可分为信号源与干扰源产生、输入信号放大、抑制干扰、扩流和稳压电源部分。信号源主要包括直流信号和近似直流的频率为0～30Hz的慢变信号。干扰源主要为工频（50Hz）和工频谐波干扰。作为直流放大器的设计，信号源和干扰源，自己利用设计手段产生。输入信号放大部分，因为所设计为直流放大器，故需对所产生信号源进行放大，以符合设计要求。抑制干扰部分，由于测量直流信号时往往不可避免地会混有工频（50Hz）和工频谐波干扰,所以想得到精确的直流放大信号,必须抑制掉干扰信号。另外因为设计要求在等效负载50Ω时输出电压最高达到了10V，故需要提供至少0.2安培负载电流，一次输出前需接电流放大电路。

（一）方案确定

1．工频干扰源的产生。由外稳幅文氏电桥振荡器产生，利用RC串并联电路和集成运放NE5532反馈电阻成文氏电桥[1]。调节可变电阻VR的阻值，使输出信号频率固定为50Hz，信号大小则由变电阻器分压得到所要求的200ｍV。此方案电路简单，输出可调，成本较低。

2．直流放大的设计。由于所测信号较弱，且信号中含有较大的共模信号，因此，要求放大电路有高输入电阻和高共模抑制比。利用集成运放构成仪表放大器，内接负反馈，提高输入阻抗，使放大能力不随输入信号大小而改变。调整反馈电阻，可任意改变电压增益，与后级滤波电路相匹配。而且该放大电路差模增益很大，共模增益很低（理论上为零），而且差模增益越大，共模增益越小，共模抑制比很高，故为设计所取[2]。 龙源期刊网

基于AD603宽带直流放大器的设计

侯鹏亮 江向阳（滁州学院 安徽 滁州 239000）

摘 要： 采用集成运放AD603和AD818级联的方法实现宽带增益要求，后级推动由分立元件实现，系统总增益由电位器调节控制，并采用合理化布线和外界屏蔽罩等多种抗干扰措施减少噪声和抑制高频自激。整个系统供电由LM317和LM337自制稳压可调电源完成。实际测得系统3dB通频带为0～10MHz，最小增益0dB，最大增益67.6dB，且具有较好的稳定性，基本实现设计要求。关键词： 宽带；直流放大器；AD603；AD818中图分类号：TN42 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2010）0920046－01

0 前言运放的增益与带宽设置，当减小外部电阻时加大负反馈时，使增益减小而扩展带宽，反之则增大增益而减小带宽。其增益可由下式决定：随着微电子技术、计算机网络技术和通信技术等行业的迅速发展，宽频电路越来越被人们熟知并且广泛的应用到各个领域当中。从军用向民用扩展，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。但宽频直流放大貌似是个新概念，其实是一种放大频带比较宽的较综合电路。1 系统设计1.1 方案的选择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；而这个参考电压可通过单片机进行运算并控制D/A芯片输出控制电压得来，从而实现较精确的数控。此外AD603能提供由直流到30MHz以上的工作带宽，单级实际工作时可提供超过30dB的增益，两级级联后即可得到60dB以上的增益，通过后级放大器放大输出，在高频时也可提供超过60dB的增益。这种方法的优点是电路集成度高、条理较清晰、控制方便、易于数字化用单片机处理。1.2 流稳压电源的设计直流稳压电源采用桥式全波整流、大电容滤波、三端稳压器件稳压的方法，产生各种直流电压，采用LM317T和LM337可变输出的稳压芯片。1.3 设计与实现AD603是Analog Device公司的一款高性能、低噪声、90MHz、增益可调的集成运放。AD603是一款低噪声、精密控制的可变增益放大器，温度稳定性高，最大增益误差为0.5dB，其增益（dB）与控制电压（V）成线性关系，因此可以很方便地使用D/A输出电压控制放大器的增益。常用于视频增益控制、A/D输入调整、信号测量等领域。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；而这个参考电压可通过单片机进行运算并控制D/A芯片输出控制电压得来，从而实现较精确的数控。此外AD603能提供由直流到30MHz以上的工作带宽，单级实际工作时可提供超过30dB的增益，两级级联后即可得到60dB以上的增益，通过后级放大器放大输出，在高频时也可提供超过60dB的增益。这种方法的优点是电路集成度高、条理较清晰、控制方便、易于数字化可利用单片机进行处理。增益控制接口通过控制电压VG=GPOS-GNEG来控制片内的精确调节器来控制输入信号的衰减量GA，增益控制接口的电压增益转换率为42.14dB/V，即23.73mV/dB。其中对GPOS与GNEG只要求不超过电源电压，增益的调整与其自身电压值无关，而仅与其差值VG有关，并且控制电压GPOS/GNEG端的输入电阻高达50MΩ，即输入电流很小，则片内控制电路对提供增益控制电压的外电路影响很小。以上特点适合构成程控增益放大器。固定增益放大器通过在AD603的5脚FDBK与7脚VOUT之间外加电阻实现式中R为外加电阻； 固定增益放大器的增益。当R为短路时，固定增益放大器的增益/带宽值为31.07dB/90MHg，当R为开路时，则为51.07dB/9MHg，考虑到梯形网络的衰减量，则AD603的整体增益可计算为：

运算放大器（英语：Operational Amplifier，简称OP、OPA、OPAMP、运放）是一种直流耦合，差模（差动模式）输入、通常为单端输出（Differential-in, single-ended

output）的高增益（gain）电压放大器，因为刚开始主要用于加法，减法等模擬运算电路中，因而得名。

通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端（inverting input node）连接，形成一负反馈（negative feedback）组态。原因是运算放大器的电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可保证电路的稳定运作。但是这并不代表运算放大器不能连接成正反馈（positive feedback）组态，相反地，在很多需要产生震荡信号的系统中，正反馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。

运算放大器有许多的规格参数，例如：低频增益、单位增益频率（unity-gain frequency）、相位边限（phase margin）、功耗、输出摆幅、共模抑制比（common-mode rejection ratio）、电源抑制比（PSRR，power-supply rejection ratio）、共模输入范围（input common

mode range）、电压摆动率（slew rate）、输入偏移电压（input offset voltage，又译：失调电压）、还有噪声等。

目前运算放大器广泛应用于家电，工业以及科学仪器领域。一般用途的集成电路运算放大器售价不到一美元，而现在运算放大器的设计已经非常可靠，输出端可以直接短路到系统的接地端（ground）而不至于被短路电流（short-circuit current）破坏。

目录

[隐藏]

 1 运算放大器的历史

 2 运算放大器的基础

o 2.1 电路符号

o 2.2 理想运算放大器的操作原理

 2.2.1 开回路组态