射频宽带放大器(D题)..
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判断题:1、无耗传输线终端短路,当它的长度大于四分之一波长时,输入端的输入阻抗为容抗,将等效为一个电容。
2、无耗传输线上驻波比等于1时,则反射系数的模等于0。
3、阻抗圆图上,|Γ|=1的圆称为单位圆,在单位圆上,阻抗为纯电抗,驻波比等于无限大。
4、只要无耗传输终端接上一个任意的纯电阻,则入射波全部被吸收,没有反射,传输线工作在匹配状态。
5、在传输线上存在入射波和反射波,入射波和反射波合成驻波,驻波的最大点电压值与最小点上的电压值的比即为传输线上的驻波比。
6、导纳圆图由等反射系数圆、等电抗圆和等电阻圆组成,在一个等电抗圆上各点电抗值相同。
7、圆波导的截止波长与波导的截面半径及模式有关,对于TE11模,半径越大,截止波长越短。
8、矩形波导的工作模式是TE10模,当矩形波导传输TE10模时,波导波长(相波长)与波导截面尺寸有关,矩形波导截面的窄边尺寸越小,波导波长(相波长)越长。
9、在矩形谐振腔中,TE101模的谐振频率最小。
10、同轴线是TEM传输线,只能传输TEM波,不能传输TE或TM波。
11、矩形波导传输的TE10波,磁场垂直于宽边,而且在宽边的中间上磁场强度最大。
12、圆波导可能存在“模式简并”和“极化简并”两种简并现象。
13、矩形波导中所有的模式的波阻抗都等于377欧姆。
14、矩形谐振腔谐振频率和腔体的尺寸与振荡模式有关,一般来讲,给定一种振荡模式,腔体的尺寸越大,谐振频率就越高。
15、两段用导体封闭的同轴型谐振腔,当它谐振在TEM模时,其长度等于半波长的整数倍。
16、对称振子天线上的电流可近似看成是正弦分布,在天线的输入端电流最大。
17、对称振子天线既可以作发射天线,也可以作接收天线,当它作为发射天线时,它的工作带宽要比作为接收天线时大。
18、天线阵的方向性图相乘原理指出,对于由相同的天线单元组成的天线阵,天线阵的方向性图可由单元天线的方向性图与阵因子相乘得到。
19、螺旋天线的工作模式有法向模、轴向模和边射模三种,其中轴向模辐射垂直极化波。
射频习题答案射频习题答案射频技术是现代通信领域中不可或缺的一部分,它涉及到无线电频率和信号处理等方面的知识。
对于学习射频技术的人来说,习题是检验自己掌握程度的重要方式之一。
本文将为大家提供一些射频习题的答案,希望能对大家的学习有所帮助。
1. 什么是射频?答案:射频是指频率在3kHz至300GHz之间的电磁波信号。
射频技术主要应用于无线通信、雷达、卫星通信等领域。
2. 什么是射频功率?答案:射频功率是指射频信号所携带的能量大小。
通常用单位瓦特(W)或分贝毫瓦(dBm)来表示。
3. 什么是射频放大器?答案:射频放大器是一种用于增强射频信号功率的设备。
它可以将输入的弱信号放大到足够的功率以便传输或处理。
4. 什么是射频滤波器?答案:射频滤波器是一种用于选择或屏蔽特定频率范围的设备。
它可以通过滤除或衰减不需要的频率分量来提高信号的质量。
5. 什么是射频混频器?答案:射频混频器是一种用于将两个或多个射频信号混合在一起的设备。
它可以产生新的频率组合,用于频率转换或调制解调等应用。
6. 什么是射频天线?答案:射频天线是一种用于发送或接收射频信号的设备。
它可以将电磁波信号转换为电信号或将电信号转换为电磁波信号。
7. 什么是射频链路?答案:射频链路是指用于传输射频信号的通信路径。
它通常由射频发射器、传输介质和射频接收器组成。
8. 什么是射频调制解调器?答案:射频调制解调器是一种用于将基带信号调制到射频信号或将射频信号解调为基带信号的设备。
它在无线通信中起着重要的作用。
9. 什么是射频功率放大器?答案:射频功率放大器是一种用于放大射频信号功率的设备。
它通常用于无线电通信、雷达和卫星通信等应用中。
10. 什么是射频开关?答案:射频开关是一种用于控制射频信号通断的设备。
它可以实现高频率下的快速开关操作。
以上是对一些射频习题的简要答案,希望能对大家的学习有所帮助。
射频技术是一个广泛应用的领域,掌握相关知识对于从事相关工作或学习射频技术的人来说都是非常重要的。
1 1 请简述锁相环的基本构成与工作原理请简述锁相环的基本构成与工作原理请简述锁相环的基本构成与工作原理,,各主要部件的作用各主要部件的作用。
答:相环由以下三个基本部件组成:鉴相器(PD)、环路滤波器(LPF)和压控振荡器(VCO)。
锁相环的工作原理: 1. 压控振荡器的输出经过采集并分频; 2. 和基准信号同时输入鉴相器; 3. 鉴相器通过比较上述两个信号的频率差,然后输出一个直流脉冲电压; 4. 控制VCO,使它的频率改变; 5. 这样经过一个很短的时间,VCO 的输出就会稳定于某一期望值。
锁相环可用来实现输出和输入两个信号之间的相位同步。
当没有基准(参考)输入信号时,环路滤波器的输出为零(或为某一固定值)。
这时,压控振荡器按其固有频率fv 进行自由振荡。
当有频率为fr 的参考信号输入时,Ur 和Uv 同时加到鉴相器进行鉴相。
如果fr 和fv 相差不大,鉴相器对Ur 和Uv 进行鉴相的结果,输出一个与Ur 和Uv 的相位差成正比的误差电压Ud,再经过环路滤波器滤去Ud 中的高频成分,输出一个控制电压Uc,Uc 将使压控振荡器的频率fv(和相位)发生变化,朝着参考输入信号的频率靠拢,最后使fv= fr,环路锁定。
环路一旦进入锁定状态后,压控振荡器的输出信号与环路的输入信号(参考信号)之间只有一个固定的稳态相位差,而没有频差存在。
这时我们就称环路已被锁定。
⑴鉴相环(或相位比较器,记为PD 或PC):是完成相位比较的单元,用来比较输入信号和基准信号的之间的相位。
它的输出电压正比于两个输入信号之相位差。
⑵低通滤波器(LPF):是个线性电路,其作用是滤除鉴相器输出电压中的高频分量,起平滑滤波的作用。
通常由电阻、电容或电感等组成,有时也包含运算放大器。
⑶压控振荡器(VCO):振荡频率受控制电压控制的振荡器,而振荡频率与控制电压之间成线性关系。
在PLL(锁相环)中,压控振荡器实际上是把控制电压转换为相位。
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射频宽带放大器(D题)摘要本作品选用低噪声放大电路,滤波电路,压控增益放大电路,功率放大电路等电路模块来完成放大器的各项指标。
低噪声放大电路用于放大输入的微弱信号同时减少等效输入噪声。
滤波电路分为截止频率不大于300KHz的高通滤波电路和截止频率不小于100MHz的低通滤波电路,保证输入信号的带宽至少在0.3MHz~100MHz范围内。
压控增益放大电路选用VCA821可控增益放大器为主控芯片,通过程控电压来调节电路的放大倍数。
在后级增加功率放大电路或者跟随器,增强电路带负载能力,继而使得输出阻抗满足要求。
整体电路要求在0.3MHz~100MHz频带内,电压增益不小于60dB,输出信号波形无明显失真。
经测试电路,放大器的基础部分可达到指标,误差均在可控范围内。
通过小信号继电器选择通道实现不同的放大倍数,最终电压增益能达到60dB,且能实现在0~60dB范围内可调。
关键词:低噪声放大;滤波;程控放大;VCA8211方案设计与论证1.1总体方案描述射频宽带放大器要求输入信号的电压有效值Ui不大于1mV,属于极微弱信号,因此在电路中检测时需要对信号进行低噪声放大。
由于题目要求放大器的带宽在0.3MHz~100MHz,滤波电路是整体电路中不可缺少的一部分。
电压增益可调采用压控增益放大器,通过MSP430F149单片机控制电压变化,根据VCA821压控增益放大器的放大倍数(dB)与控制电压呈线性变化这一特性,在外部设定不同的参考电压同时配合各级放大电路可以实现0~60dB范围内可调电压增益。
由题目可知,其主旨是在设定好的频带范围内改变输入信号的频率,设计出在不同频率下,电压增益不小于60dB 的放大电路,在放大电路的基础上继续扩展功能。
方案一:对输入的小信号先滤波后进行放大,在后级的放大电路中可能会掺入杂波,影响输出结果。
方案二:对输入信号先进行低噪声放大后滤波,然后把单端信号转为差分信号,用于抑制共模噪声,再经过压控可调放大,最后用继电器选择不同的放大。
2013年全国电子设计竞赛射频宽带放大器(D题)射频宽带放大器设计报告摘要:本系统采用可控增益宽带放大器VCA820和固定增益宽带放大器THS3202,进行合理的的级联和阻抗匹配,在加入后级功率输出,全面提高了增益带宽积。
应用单片机STC89C52对增益进行预置和控制,可实现0到60dB可调。
而且综合应用了电容去耦、滤波、使用屏蔽线传输信号以及使用屏蔽罩等抗干扰措施以减少放大器的噪声并抑制高频自激。
经测试,本方案完成了全部基本功能和部分扩展功。
Abstract: The system uses controllable gain broadband amplifiers VCA820 and fixed-gain broadband amplifiers THS3202, a reasonable cascade and impedance matching, power output level after joining, and comprehensively improve the gain-bandwidth product. Applications SCM STC89C52 preset and control the gain can be achieved from 0 to 60dB adjustable. And comprehensive application of the capacitive decoupling, filtering, use a shielded cable transmission signal and the use of shields and other measures to reduce interference and to suppress high frequency noise amplifier self-excitation. After testing, the program completed all the basic functions and some extended functionality.目录1.方案设计与论证................................... 错误!未指定书签。
2013年全国大学生电子设计竞赛射频宽带放大器(D题)【组】2013年9月6日射频宽带放大器(D 题)一、任务设计并制作一个射频宽带放大器。
二、要求1.基本要求(1)电压增益Av ≥20dB,输入电压有效值Ui ≤20mV。
Av在0~20dB 范围内可调。
(2)最大输出正弦波电压有效值Uo≥200mV,输出信号波形无明显失真。
(3)放大器BW-3dB的下限频率fL ≤0.3MHz,上限频率fH≥20MHz,并要求在1MHz~15MHz 频带内增益起伏≤1dB。
(4)放大器的输入阻抗= 50,输出阻抗= 50 。
2.发挥部分(1)电压增益Av ≥60dB,输入电压有效值Ui ≤1 mV。
Av在0~60dB 范围内可调。
(2)在Av ≥60dB 时,输出端噪声电压的峰峰值UoNpp ≤100mV。
(3)放大器BW-3dB的下限频率fL ≤0.3MHz,上限频率fH≥100MHz,并要求在1MHz~80MHz 频带内增益起伏≤1dB。
该项目要求在Av ≥60dB(或可达到的最高电压增益点),最大输出正弦波电压有效值Uo ≥1V,输出信号波形无明显失真条件下测试。
(4)最大输出正弦波电压有效值Uo ≥1V,输出信号波形无明显失真。
(5)其他(例如进一步提高放大器的增益、带宽等)。
三,方案方案1:对信号放大。
用AD603放大,频带不够。
方案2:对信号滤波,用OPA690对信号放大,再丙类功放大器放大。
方案3:对信号带通滤波,用AG42放大,再用丙类功放大器放大。
上述几种方案中,只用方案3能实现本次题目的要求。
射频宽带放大器D题集团公司文件内部编码:(TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-2013年全国大学生电子设计竞赛射频宽带放大器(D题)【本科组】2013年9月7日摘要本系统以程控增益调整放大器AD603为核心,外加宽带放大器OPA690的配合,实现了高增益可调的射频宽带放大器。
系统主要由六个模块构成:前置放大电路、一阶RC高通滤波电路、可控增益放大电路、输出缓冲电路、直流稳压电源以及单片机显示控制模块。
系统通过第一级OPA690两级级联电路放大20dB,再通过单片机程控两级级联的AD603实现-20~60dB的动态增益变化,从而满足电压增益Av在0~60dB范围内可调的要求。
整个系统放大器可放大1mV 有效值信号,增益可达80dB,通频带内增益起伏1dB,放大器在Av=60dB的时候,输出噪声电压峰-峰值为80mV,通过单片机控制可实现电压增益Av可预置并显示的功能。
整个系统工作可靠、稳定,且成本低。
关键词:射频宽带放大;可控增益;AD603目录射频宽带放大器(D题)【本科组】1系统方案论证1.1方案比较与选择1.1.1前置放大电路方案一:使用分立元件三极管、电阻、电容、电感等构成前置放大电路。
该电路在元件参数设置不精准的情况下,误差较大,且电路结构复杂,设计困难,调试繁琐,故不采用。
方案二:使用仪表放大电路。
仪表放大器具有低输入失调电压、高共模抑制比、可用单电阻实现增益大范围调节等优点,但是专用的仪表放大器价格通常比较昂贵,所以不予采用。
方案三:采用OPA690运放电路。
OPA690为低噪声、低直流零点漂移运放,且结构简单,调试容易,电路稳定,效果较好。
综合以上三种方案,选择方案三。
1.1.2可控增益放大电路方案一: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。
全国电子设计大赛射频宽带放大器(D题)摘要本设计以增益调整、带宽预置、单片机反馈调节为核心,制作一个射频宽带放大器,要求具有0.3~100MHz通频带,增益0~60dB范围内可调,并且实现输入输出阻抗、最大输出正弦波有效值、指定频带内平坦度等功能指标要求。
由于系统输入信号小,频率高,带宽要求大,可控增益范围宽,并且需要满足平坦度、输出噪声电压等指标。
为此,采用高增益带宽运放组成频带预置、AD8367的压控增益放大系统完成增益调整、单片机实现反馈调节。
除此之外,通过增加缓冲级、外加硬件保护措施有效地抑制了高频信号的噪声和自激振荡。
经测试,系统对mV≤的输入信号实现了增益0~60dB范围内可调,带宽0.3~100MHz,并在11~80MHz频带内增益起伏dB1≤,且全程波形无明显失真。
完成了题目所要求的所有基本要求以及绝大部分发挥部分的性能指标。
关键字:带宽预置AD8367压控增益单片机1. 系统方案设计与论证1.1总体方案设计与论证分析该射频宽带放大器设计的指标,为达到题目所设定带宽与增益可调,并且能够满足在输入和输出阻抗=50Ω的情况下,最大输出正弦波电压有效值达到要求的目的,我们将整个系统分为前置缓冲级、带宽预置、增益调整、输出缓冲级、峰值检波等部分组成,主控器采用STC12系列单片机。
系统整体框图如图1所示: 图1 系统框图1.2前置缓冲级的方案论证与选择前置缓冲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0.3~100MHz ,且输入阻抗限定为50Ω,由正相输入电压跟随器的输入阻抗为R j 趋于无穷大,所以图2电路的输入阻抗为k k k k R R R R R R R R ≈+*==j jj n i //。
则可令实际电路取R k =50Ω以达到输入阻抗要求。
除此之外,此前置放大电路还具有缓冲、避图2 前置缓冲级免引入噪声等作用,起到了良好的隔离功能。
其电压增益接近于1,运算放大器选用AD8005,此放大器的增益带宽积达到270MHz 。
射频基础知识单选题100道及答案一、射频基本概念1. 射频通常指的是频率范围在()的电磁波。
A. 3Hz - 30kHzB. 30kHz - 300kHzC. 300kHz - 3MHzD. 3MHz - 300GHz答案:D2. 以下哪个单位通常用于表示射频功率?A. 伏特(V)B. 安培(A)C. 瓦特(W)D. 欧姆(Ω)答案:C3. 射频信号在自由空间中的传播速度大约是()。
A. 3×10⁵千米/秒B. 3×10⁶米/秒C. 3×10⁷米/秒D. 3×10⁸米/秒答案:D4. 射频信号的波长与频率的关系是()。
A. 波长=频率/光速B. 波长=光速×频率C. 波长=光速/频率D. 波长=频率×光速答案:C5. 射频信号的极化方式不包括()。
A. 水平极化B. 垂直极化C. 圆极化D. 三角极化答案:D二、射频电路元件6. 以下哪种元件主要用于储存电场能量?A. 电感B. 电容C. 电阻D. 二极管答案:B7. 一个理想电容在射频电路中的阻抗随着频率的增加而()。
A. 增加B. 减少C. 不变D. 先增加后减少答案:B8. 电感在射频电路中的主要作用是()。
A. 阻碍交流,通过直流B. 阻碍直流,通过交流C. 储存磁场能量D. 储存电场能量答案:C9. 电阻在射频电路中的作用主要是()。
A. 分压和分流B. 储能C. 滤波D. 放大答案:A10. 二极管在射频电路中的主要作用不包括()。
A. 整流B. 检波C. 放大D. 开关答案:C三、射频传输线11. 常见的射频传输线有()。
A. 同轴电缆、双绞线、光纤B. 同轴电缆、微带线、波导C. 双绞线、光纤、波导D. 微带线、双绞线、光纤答案:B12. 同轴电缆的主要特点是()。
A. 损耗小、带宽大B. 成本低、易安装C. 抗干扰能力强D. 以上都是答案:D13. 微带线主要用于()。
2013年全国大学生电子设计竞赛射频宽带放大器(D题)【本科组】2013年9月7日摘要本系统以程控增益调整放大器AD603为核心,外加宽带放大器OPA690的配合,实现了高增益可调的射频宽带放大器。
系统主要由六个模块构成:前置放大电路、一阶RC 高通滤波电路、可控增益放大电路、输出缓冲电路、直流稳压电源以及单片机显示控制模块。
系统通过第一级OPA690两级级联电路放大20dB,再通过单片机程控两级级联的AD603实现-20~60dB的动态增益变化,从而满足电压增益Av在0~60dB范围内可调的要求。
整个系统放大器可放大1mV有效值信号,增益可达80dB,通频带内增益起伏1dB,放大器在Av=60dB的时候,输出噪声电压峰-峰值为80mV,通过单片机控制可实现电压增益Av可预置并显示的功能。
整个系统工作可靠、稳定,且成本低。
关键词:射频宽带放大;可控增益;AD603目录1系统方案论证 (1)1.1方案比较与选择 (1)1.1.1前置放大电路 (1)1.1.2可控增益放大电路 (1)1.1.3直流稳压电源 (2)1.2方案描述 (2)2理论分析与计算 (3)2.1宽带放大器设计 (3)2.2频带内增益起伏控制 (3)2.3射频放大器稳定性 (3)2.4增益调整 (3)3电路与程序设计 (4)3.1电路的设计 (4)3.1.1前置放大电路 (4)3.1.2可控增益放大电路 (4)3.1.3输出缓冲电路 (5)3.1.4自制直流稳压电源模块 (5)3.2程序的设计 (5)3.2.1程序功能描述与设计思路 (5)3.2.2程序流程图 (6)4测试方案与测试结果 (7)4.1测试仪器 (7)4.2放大器增益测试 (7)4.3最大输出有效值测试 (8)4.4通频带内增益起伏测试 (8)4.5放大器噪声电压测试 (8)4.6输入电阻与负载电阻阻值测试 (8)附录1:源程序 (9)射频宽带放大器(D题)【本科组】1系统方案论证1.1方案比较与选择1.1.1前置放大电路方案一:使用分立元件三极管、电阻、电容、电感等构成前置放大电路。
该电路在元件参数设置不精准的情况下,误差较大,且电路结构复杂,设计困难,调试繁琐,故不采用。
方案二:使用仪表放大电路。
仪表放大器具有低输入失调电压、高共模抑制比、可用单电阻实现增益大范围调节等优点,但是专用的仪表放大器价格通常比较昂贵,所以不予采用。
方案三:采用OPA690运放电路。
OPA690为低噪声、低直流零点漂移运放,且结构简单,调试容易,电路稳定,效果较好。
综合以上三种方案,选择方案三。
1.1.2可控增益放大电路方案一: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:采用可编程放大器的思想,将输入交流信号作为高速DAC的基准电压,用DAC的电阻网络构成运放反馈网络的一部分,通过改变DAC数字控制量实现增益控制。
理论上讲,只要DAC的速度足够快、精度足够高就可以实现很宽范围的精密增益控制,但是控制的数字量和最后的20dB不成线性关系而成指数关系,造成增益调节不均匀,精度下降,因此不选用此方案。
方案三:选用两级集成可控增益放大器直接耦合作为增益控制,集成可控增益放大器的增益与控制电压成线性关系,控制电压由单片机控制DAC产生。
单级集成可控增益放大器AD603具有-10dB到+30dBdB的增益控制范围,两级级联后理论上可达到-20dB 到+60dB的增益控制范围,精度达到0.5dB,带宽60MHz,可以满足题目基础部分指标要求。
综合以上三种方案,选择方案三集成可控增益放大器AD603实现增益控制,外围电路简单,便于调试,而且具有较高的增益调节范围和精度。
1.1.3直流稳压电源方案一:线性稳压电源。
串联型电路比较简单,效率较高,尤其是若采用集成三端稳压器,输出电压纹波很小,可靠性高,可为后级小信号放大电路输出波形不失真提供保障。
方案二:开关稳压电源。
此方案效率高,但电路复杂, 开关电源的工作频率通常为几十~几百KHz ,基波与很多谐波均在本放大器通频带内,极容易对小信号高频放大电路带来干扰,使波形失真。
综合考虑采用方案一。
1.2方案描述图1 系统方框图最终确定的系统详细方框图如图1所示。
系统增益调节范围为0~60dB 。
前级放大电路增益为20dB,由两级OPA690构成,实现输入阻抗匹配,增大了后级输入电压。
可控增益放大电路由两级AD603构成,实现了-20~60dB 的增益调节范围。
再通过两个缓冲器BUF634并联,扩大输出电流,提升放大器的带负载能力。
通过STC12LE5A60S2单片机来控制键盘和TFT 显示模块,实现电压增益手动连续调节功能和电压增益Av 显示功能。
输 出 输 入 输入缓冲两级OPA690前置放大 两级AD603程控增益放大 输出缓冲Buf634扩流 A/D 电压采集STC12LE5A 60S2 单片机 D/ATLC5615增益电压控制 键 盘 T F T电 源 一阶RC 高通滤波电路2理论分析与计算2.1宽带放大器设计宽带放大器由两级OPA690级联构成的输入缓冲放大电路、两级AD603级联构成的程控增益放大电路组成。
输入部分先用电阻分压衰减,再由OPA690进行输入缓冲放大,后由AD603进行程控增益放大,且两个OPA690为双电源、交流耦合、G=+2电路接法,宽带为220MHz。
由于两级放大电路幅频响应相同,所以当两级AD603串联后,带宽会有所下降,串联前各级带宽为90MHz左右,两级放大电路串联后总的3dB带宽对应着单级放大电路1.5dB带宽,根据幅频响应曲线可得出级联后的总带宽为60MHz。
2.2频带内增益起伏控制AD603是一种低畸变、高增益精度的增益可调的集成运放,带内增益起伏0.5dB,设计中采用两级AD603串联后,带宽会有所下降,在这种连接方式下带宽远大于设计要求,所以可以保证通频带内电压增益起伏小于1dB的要求。
OPA690在G=+2的情况下,带宽为220MHz,带宽远远大于题目要求的0.3~15MHz频率范围,所以系统保证了稳定的电压增益。
2.3射频放大器稳定性放大器在工作时会出现自激,外部干扰等,影响放大器稳定的工作。
当放大器深度负反馈时输出信号带有一定的纹波。
此时需要在输出口加一个小电容,消除高频的纹波干扰。
为抑制干扰,在放大器电源两端并接电容可以消除输出信号的干扰。
在印制PCB 板时,走线敷铜,可以大大降低信号的干扰。
尽量选用贴片元件减少走线长度减少寄生电容的影响。
同时设计系统各个单元电路间的阻抗匹配,这样提高了系统的稳定性。
将单片机的数字电源和模拟电路的电源隔开,同时数字地和模拟地电源地一点相连,防止数字系统的干扰进入模拟系统。
2.4增益调整增益调整采用运放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TLC5615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30dB的增益,两级级联后即可得到60dB的增益,配合前级OPA690运放电路输出,在高频时也可提供超过60dB的增益。
这种方法电路集成度高、条理较清晰、控制方便、易于数字化。
3电路与程序设计3.1电路的设计3.1.1前置放大电路图2 前置放大电路图前置放大电路由两级OPA690构成,第一级OPA690增益为10dB,3 dB宽带为220MHz,第二级与第一级接法相同,增益为10dB,3dB宽带为220MHz。
3.1.2可控增益放大电路图3 可控增益放大电路系统可控增益放大电路采用两级AD603级联实现,单级AD603采用宽频带模式接法,将VOUT与FDBK短路,有-10~30dB的增益调整范围,90MHz宽带。
级联后两级级联后理论上可达到-20dB到+60dB的增益控制范围,宽带为60MHz。
3.1.3输出缓冲电路图4 输出缓冲电路输出缓冲电路由两个缓冲器BUF634并联,扩大输出电流,提升放大器的带负载能力。
3.1.4自制直流稳压电源模块图5 直流稳压电源电路电源由变压部分、整流部分、滤波部分、稳压部分组成。
为整个系统提供±5V或者3.3V电压,确保电路的正常稳定工作。
这部分电路比较简单,都采用三端稳压管实现。
3.2程序的设计3.2.1程序功能描述与设计思路1、程序功能描述根据题目要求软件部分主要实现键盘的设置和显示。
1)键盘实现功能:设置增益值。
2)显示部分:显示增益值。
2、程序设计思路3.2.2程序流程图1、主程序流程图开始初始化按键子程序自动增益控制结束图6主程序流程图2、自动增益控制子程序流程图Y NV o>V?增益减增益加图7自动增益控制子程序流程图3、按键子程序流程图图3按键子程序流程图4测试方案与测试结果4.1测试仪器测试仪器清单,如表 所示。
表1 测试仪器清单序 号仪 器 名 称 型 号 指 标 1双踪示波器 LDS20210 200MHz 带宽 1GS/s 采样率 2函数信号发生器 SG1653 20Hz ~20MHz 3数字万用表 UT55 3位半4.2放大器增益测试测试方案选择:通过函数发生器产生80MHz 以内有效值为10mV 的正弦波,通过双踪示波器分别观察系统输入和输出信号的大小。
其放大器增益测试结果如表 。
key1=0?Key2=0? 增益加 增益减Dat>1187?Dat<446? Dat=1187 Dat=446YY YY表2 放大器增益测试结果100 KHz 2 MHz 20 MHz 20 dB280V 140 mV 100 mV 40 dB500mV 300mV 200mV 60 dB3.56V 3V 680mV4.3最大输出有效值测试测试方案选择:在增益40dB 时,增大输入信号幅度,观察最大不失真输出信号幅度,得测试结果:Vipp=10mVVopp=1.2V4.4通频带内增益起伏测试测试方案选择:以1MHz 为基准,在增益为60dB 时,输入峰—峰值为20mV 信号,从0.3MHz ~15MHz 改变输入信号频率,测出输出信号幅度与放大60dB 时理论输出幅度之比。
测试结果为:0.3MHz ~15MHz 内:平均0.8dB4.5放大器噪声电压测试测试方案选择:在增益为60dB 时,将输入端与地短接,测出输端信号幅度。