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宽带直流放大器摘要：本系统主要由五个模块电路构成：前级放大、中级程控放大、宽带预制、单片机显示与程控模块。
前级放大由电压反馈型放大器OPA820进行小信号放大，中间级由可程控放大芯片VAC810对前级信号进行放大，最后通过低噪声电流反馈型运放THS3091进行功率放大以达到有效值10V的输出。
宽带预置部分由继电器控制滤波部分来达到放大器宽带0~5M，0~10M的预制。
程控模块对放大的0~60dB的程控，宽带的预置与液晶的显示。
关键词：MSP430f449 OPA820 VAC810 THS3091目录一、方案设计与论证 (3)1、增益控制部分 (3)2、低通滤波器部分 (3)3、功率放大部分 (4)二、方案总体描述 (4)三、理论分析与计算 (5)1、增益分配 (5)2、通频带内增益起伏的控制 (6)四、模块电路设计 (6)1、前级放大电路 (6)2、程控放大电路 (7)3、低通滤波电路 (8)4、后级放大电路 (9)5、功率放大电路 (10)6、直流稳压源的设计 (11)五、程序设计 (13)六、测试数据与结果分析 (13)1、通频带测试 (13)2、预制电压增益测试 (14)3、噪声电压测试 (15)七、参考文献 (16)一、方案设计与论证1、增益控制部分方案一：AD603是一款低噪声高增益的压控芯片，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，增益范围为-10dB~30dB。
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。
但是AD603的零漂比较大，顾方案待定。
方案二：VAC810具有宽带低噪声，宽带25MHZ，并且以dB为单位的线性增益的特点，增益控制范围为-40dB~40dB，增益与电平关系为：G（dB）=-40（Vc+1），Vc为VAC810的增益控制电压，范围为-2V~0V。
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。
小信号放大电路图详解小 信号放大一直是电子设计竞赛经久不衰的题目，也是工程师们设计电路时经常遇到的问题。
作者历经小信号放大的血泪史，介绍了小信号放大中的集成芯片放大电 路、滤波器电路和分立元件放大器，有详细的电路图讲解哦！其中LC无源滤波器的软件设计、仿真以及硬件制作流程也合适很多其他电路设计。
第一部分：集成芯片放大器电路图讲解不知有多少童鞋知道TI公司的LHM6624。
这个芯片对于作者来说那是福星一枚。
其主要技术指标如下：Single/Dual Ultra Low Noise Wideband Operational Amplifier（单/双电源低噪声宽带小信号放大器）；其增益带宽积在单电源供电时可达1.5GHz，双电源供电时可达1.3GHz；供电电压双电源 （± 2.5V to ± 6V）单电源（+5V to +12V）；摆率（Slew rate） 350V/μs增益为10dB(AV = 10)时摆率400V/μs；输入噪声0.92nV/；输入失调电压典型值700uV 。
应用电路图如下：其中双电源供电±5V，C12，C13作用是电源滤波，即稳压；输入阻抗为50W；输出信号峰峰值可至8V（最好不要超过3V，因为大信号会出现非线性放 大）。
这是一个典型的同相放大器，放大倍数计算公式为AV=R14/R12，图中参数放大倍数20倍，即26dB。
值得注意的一点是电阻R16的作用：调 节零漂~如果对低频放大没什么特别需要的话，此处电阻R13，R16以及C11都可省略，但是如果想要放大直流信号的话，此处调节电路就十分有必要了。
模拟放大电路的电源滤波处理是十分有必要的，目的是防止高频模拟信号影响污染整个电源系统。
图中C12，C13在pcb中的位置要尽量靠近IC的电源入 口。
另外也可选择把磁珠（要求严格时可用电感，要求不高时可用100W电阻）和两个电容组成p形滤波电路， 这样可以把电源中的噪音滤得干干净净~2：滤波器滤波器分为有源滤波器和无源滤波器两种，区别在于有没有外接电源。
实验一高频小信号调谐放大器一、实验目的；1、掌握高频小信号调谐放大器的工作原理；2、掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算方法。
二、实验仪器；3 实验内容及步骤(电路图、设计过程、步骤)；四、实验内容和步骤实验中电路部分元器件值，R2=10KΩ, R3=1KΩ, R10=2KΩ, R12=51Ω, R13=10KΩ,R24=2KΩ, R27=5.1KΩ, R28=18KΩ, R30=1.5KΩ, R31=1KΩ, R32=5.1KΩ, R33=18KΩ, R35=1.5KΩ, W3=47KΩ, W4=47KΩ,C20=1nF, C21=10nF, C23=10nF。
（一）、单级单调谐放大器1、计算选频回路的谐振频率范围如图1-8 所示，它是一个单级单调谐放大电路，输入信号由高频信号源或者振荡电路提供。
调节电位器W3 可改变放大电路的静态工作点，调节可调电容CC2 和中周T2 可改变谐振回路的幅频特性。
谐振回路的电感量L=1.8uH～2.4uH，回路总电容C=105 pF～125pF，根据公式图1-8 单级单调谐放大器实验原理图2、检查连线正确无误后，测量电源电压正常，电路中引入电压。
实验板中，注意TP9接地，TP8 接TP10；3、用万用表测三极管Q2 发射极对地的直流电压，调节可变电阻使此电压为5V。
4、用高频信号源产生频率为10.7MHz，峰峰值约400mV 的正弦信号，用示波器观察，调节电感电容的大小，适当调节静态工作点，使输出信号V o 的峰峰值V op-p 最大不失真。
记录各数据，得到谐振时的放大倍数。
5、测量该放大器的通频带、矩形系数对放大器通频带的测量有两种方式：(1) 用扫频仪直接测量；(2) 用点频法来测量，最终在坐标纸上绘出幅频特性曲线。
此处选用以扫频仪测量在放大器的频率特性曲线上读取相对放大倍数下降为0.1 处的带宽BW0.1或0.01处的带宽BW0.01。
摘要放大高频小信号（中心频率在几百KHZ到几百MHZ，频谱宽度在几KHZ到几十MHZ的范围内）的放大器，称为高频小信号放大器。
这类放大器，按照所用器件可分为晶体管，场效应管和集成电路放大器；按照通过频谱的宽窄可分为窄带和宽带放大器；按照电路形式可分为单级和级联放大器；按照所用负载性质可分为谐振放大器和非谐振放大器。
所谓谐振放大器，就是采用谐振回路作负载的放大器。
根据谐振回路的特性，谐振放大器对于靠近谐振频率的信号，有较大的增益；对于远离谐振频率的信号，增益很小。
所以，谐振放大器不仅有放大作用，而且也起着滤波或选频的作用。
高频小信号调谐放大器广泛应用于通信系统和其它无线电系统中，特别是在发射机的接收端，从天线上感应的信号是非常微弱的，这就需要用放大器将其放大。
本文以理论分析为依据，以实际制作为基础，运用LC电路的谐振作为选频和滤波，利用三极管的放大作用来实现小信号放大的作用。
关键字：三极管；LC电路；放大器；高频小信号AbstractZoom in high frequency small signal (center frequency in hundreds of KHZ to several hundred MHZ, spectrum width in the range of a few KHZ to dozens of MHZ) amplifier, known as the high frequency small signal amplifier. This kind of amplifier, according to the device can be divided into the transistor, field effect tube and integ- rated circuit amplifier; According to the through spectrum width can be divided into narrowband and broadband amplifier; According to the circuit form can be divided into single-stage and cascade amplifier; According to the nature of the load can be divided into resonance amplifier and the resonant amplifier. The so-called resonance amplifier, is to use as a load resonance loop of the amplifier. According to the pro- perties of the resonant circuit, the resonance amplifier for close to the resonant fre- quency of the signal, have bigger gain; To stay away from the resonance frequency of the signal, gain is small. So, resonance amplifier has amplification effect not only, and also to play the role of a filter or frequency selective. High frequency small signal tuned amplifier is widely used in communication systems and other radio systems, especially in the receiving end of a transmitter, induction from the antenna signal is very weak, this needs with the amplifier to enlarge it. In this paper, based on theo- retical analysis, based on the actual production, using the LC resonance frequency selective and filtering circuit, triode amplifying function is used to realize the role of small signal amplifier.Key words: triode; LC circuit; Amplifier; High frequency small signal目录1 绪论 (1)1.1 高频小信号调谐放大器的由来 (1)1.2 高频小信号调谐放大器的用途及其功能 (1)2 高频小信号放大器电路设计的原理 (2)2.1 高频小信号调谐放大器的基本原理 (2)2.2 高频小信号调谐放大器主要质量指标 (2)2.2.1 增益 (2)2.2.2 通频带 (2)2.2.3 选择性 (2)2.2.4 品质因素 (2)2.2.5 噪声系数 (2)2.3 各元器件参数设计 (3)2.3.1 静态工作点的选择 (3)2.3.2 谐振回路的参数计算 (4)3 电路仿真 (6)3.1 电路仿真图 (6)3.2 电路的输入与输出比较 (7)4 调试与误差分析 (8)4.1 电路板调试 (8)4.1.1 元件的焊接 (8)4.1.2 调试所用到的元器件 (8)4.1.3 调试步骤与波形图 (8)4.2 误差分析 (9)结束语 (10)参考文献 (11)附录一电路图 (12)附录二 PCB版图 (13)附录三元件清单 (14)附录四实物图 (15)1 绪论1.1 高频小信号调谐放大器的由来20世纪末，电子通讯获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。
高频小信号调谐放大器的电路设计在无线通信系统中，高频小信号调谐放大器是一个重要的组成部分。
它可以用于放大输入信号并提高系统的灵敏度和动态范围。
本文将介绍高频小信号调谐放大器的电路设计原理和步骤，帮助读者了解如何设计一个高性能的调谐放大器。
1. 电路设计目标在开始设计之前，我们首先需要确定电路设计的目标。
高频小信号调谐放大器的主要目标是实现高增益和窄带宽。
高增益可以提高系统的灵敏度，使得输入信号的小幅变化也能够被放大器正确地检测到。
而窄带宽则可以避免不必要的噪声和干扰信号的干扰。
2. 选择合适的放大器类型根据设计目标，我们可以选择合适的放大器类型。
常见的高频小信号调谐放大器包括共集电极放大器、共射极放大器和共基极放大器。
不同的放大器类型有着不同的特性和适用范围。
根据具体的需求，选择合适的放大器类型是非常重要的。
3. 电路参数计算在确定放大器类型后，我们需要计算一些关键的电路参数，包括增益、带宽和输入阻抗等。
通过这些参数的计算，可以帮助我们进一步优化电路设计，使其更加符合实际需求。
同时，还需要考虑到电源电压和功耗等因素，以确保电路的正常工作。
4. 电路布局设计在完成电路参数计算后，我们需要进行电路布局设计。
良好的电路布局可以避免信号干扰和互相耦合等问题，提高电路的性能和稳定性。
同时，还需要考虑到信号路径的长度和阻抗匹配等因素，以确保信号的传输效果和质量。
5. 元器件选择和优化在进行元器件选择时，我们需要考虑到元器件的性能和可靠性等因素。
选择合适的元器件可以提高电路的工作效率和稳定性。
同时，还可以通过元器件的优化来进一步提高电路的性能，例如选择低噪声放大器和低失真元器件等。
6. 电路仿真和测试在完成电路设计后，我们需要进行电路的仿真和测试，以验证设计的正确性和性能。
电路仿真可以帮助我们预测电路的性能和行为，提前发现可能存在的问题。
而电路测试则可以确保电路的工作符合设计要求，满足实际应用的需求。
综上所述，高频小信号调谐放大器的电路设计是一个复杂而又关键的过程。
摘要随着微电子技术的发展，小信号的处理在通信和信息处理领域运用越来越广泛，宽带运算放大器广泛应用于A/D转换器、D/A转换器，有源滤波仪、波形发生器、广播、电视、通信、雷达等的接收机等电路中，然而对小信号的增益可控成为小信号放大的重点和难点。
本设计主要是运用模拟电子线路的知识，利用AD603为核心设计的宽带直流放大器。
在介绍AD603的基础上，针对各种接收机对宽带直流放大电路的要求,设计实现了一种基于宽带放大器AD603 的AGC 放大电路对其整体结构进行了详细的设计,并根据电路要求设计了跟随器输出电路及取样反馈电路,该放大电路具有增益高、AGC 范围宽、负载能力强、输出幅度恒定、工作性能稳定等优点,能够满足一般接收机的使用场合，本文中所描述的AGC 具有理论上84dB 的动态范围，90MHz 的带宽，检波电路采用三极管检波，成本低，调试简单。
关键词：AD603；宽带直流放大器；AGCAbstractAlong with the development of microelectronics technology, small signal processing in communication and information processing field is used widely, broadband op-amp are widely used in A/D converter, D/A converter, active filter apparatus, waveform generator, radio, television, communication, radar, etc, the receiver circuits to small signal gain, however small signal magnified controlled become important and difficult.This design is mainly using analog electronic circuit knowledge, use AD603 as the core design of broadband dc amplifier. On the basis of introduction AD603 receiver to broadband, according to various requirements of dc amplifier circuit, designed and implemented a AD603 based on broadband amplifier amplifier circuit of AGC of its whole structure carried on the detailed design, and according to the circuit design requirement for the output circuit and sampling followed device, the magnifying circuit feedback circuit with gain wide range, high, AGC output amplitude load ability, constant, work stable performance advantages, can satisfy the general use of occasions, this paper receiver described in the 84dB of AGC possesses the theoretical 90MHz dynamic range, the bandwidth, detection circuit USES triode detection, low cost, commissioning simple.Key W ords：AD603 ; Wideband DC Amplifier ; AGC目录第1章绪论 (1)1.1宽带放大器的应用前景及研究意义 (1)1.2宽带放大器概述 (1)1.3宽带放大器概述 (2)1.3.1开环带宽 (2)1.3.2单位增益带宽GB (2)1.3.3转换速率（也称为压摆率）SR (2)1.3.4全功率带宽BW (3)1.3.5差模输入阻抗（也称为输入阻抗） (3)1.3.6共模输入阻抗共模输入阻抗 (3)第2章理论分析和参数计算 (4)2.1抑制直流零点漂移 (4)2.2线性相位 (4)2.3增益带宽积 (4)2.4通频带内增益起伏控制 (5)2.5放大器稳定性 (6)第3章AD603增益放大器介绍 (7)3.1AD603芯片介绍 (7)3.1.1内部结构 (7)3.1.2单片AD603的应用 (9)3.2AD603使用注意事项 (13)第4章自动增益控制及电路设计 (14)4.1自动增益控制的基本概念 (14)4.2自动增益控制的原理 (14)4.3自动增益控制放大器 (15)4.4宽带直流放大器电路设计 (15)4.4.1两级宽带放大电路设计 (15)4.4.2自动增益的实现 (16)4.4.3抗干扰措施 (16)4.5控制部分 (17)第5章电路仿真 (18)5.1观察放大信号有无失真 (18)5.2测量电路的幅频特性 (19)第6章数据测试 (21)6.1放大器直流增益测试 (21)6.2放大器带宽及通带内起伏测试 (21)第7章总结与展望 (23)参考文献 (24)致谢 (25)附录 (26)附录1主电路图 (26)附录2AGC自动增益控制电路 (27)附录3系统源程序 (28)第1章绪论近年来随着科技和通讯技术的高速发展和应用，多媒体信息的高速传输呈现飞速增长的趋势，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。
而宽带直流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。
现在宽带直流放大器广泛应用于通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中，起到非常重要的作用。
这些系统一般要求放大器具有增益可调、宽频带、低噪声、工作稳定等特点。
要同时满足这些性能指标，对电路设计提出了很高的要求，尤其是高频PCB和电磁兼容的设计要求。
1.1宽带放大器的应用前景及研究意义宽带直流放大器的应用在现代人们的日常生活中相当的普遍，选择做此项目，可以熟练的掌握此项技术，更利于所学知识的巩固及能力的提高。
理论更贴近实际,对自已的长远发展有着深远的影响。
学习制作宽带放大器可以：(1)学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。
(2)学会宽带直流放大器的设计方法和性能指标测试方法。
(3)培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
宽带直流放大器是信号放大系统的核心，已广泛用于各种接收机、录音机和信号采集系统中，另外在光纤通信、微波通信、卫星通信等通信系统以及雷达、广播电视系统中也得到了广泛的应用，与人们的生活息息相关，推动了社会信息化的发展，学习设计宽带直流放大器具有非常重要的意义。
1.2宽带放大器概述工作频率上限与下限之比远大于1的放大电路。
习惯上也常把相对频带宽度大于20％～30％的放大器列入此类。
这类电路主要用于对视频信号、脉冲信号或射频信号的放大。
用于电视图像信号放大的视频放大器是一种典型的基带型宽带放大器，所放大的信号的频率范围可以从几赫或几十赫的低频直到几兆赫或几十兆赫的高频。
这类放大器通常以电阻器为放大器的负载，以电容器作级间耦合。
为了扩展带宽，除了使其增益较低以外，通常还需要采用高频和低频补偿措施，以使放大器的增益-频率特性曲线的平坦部分向两端延展。
可以归入宽带放大器的还有用于时分多路通信、示波器、数字电路等方面的基带放大器或脉冲放大器（带宽从几赫到几十或几百兆赫），用于测量仪器的直流放大器（带宽从直流到几千赫或更高），以及音响设备中的高保真度音频放大器（带宽从几十赫到几十千赫）等。
用于射频信号放大的宽带放大器（大多属于带通型），如雷达或通信接收机中的中频放大器，其中心频率为几十兆赫或几百兆赫，通带宽度可达中心频率的百分之几十[1]。
1.3宽带放大器概述1.3.1开环带宽开环带宽定义为，将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端，从运放的输出端测得开环电压增益从运放的直流增益下降3db（或是相当于运放的直流增益的0.707）所对应的信号频率。
这用于很小信号处理。
1.3.2单位增益带宽GB单位增益带宽定义为，运放的闭环增益为1倍条件下，将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端，从运放的输出端测得闭环电压增益下降3db（或是相当于运放输入信号的0.707）所对应的信号频率。
单位增益带宽是一个很重要的指标，对于正弦小信号放大时，单位增益带宽等于输入信号频率与该频率下的最大增益的乘积，换句话说，就是当知道要处理的信号频率和信号需要的增以后，可以计算出单位增益带宽，用以选择合适的运放。
这用于小信号处理中运放选型。
1.3.3转换速率（也称为压摆率）SR运放转换速率定义为，运放接成闭环条件下，将一个大信号（含阶跃信号）输入到运放的输入端，从运放的输出端测得运放的输出上升速率。
由于在转换期间，运放的输入级处于开关状态，所以运放的反馈回路不起作用，也就是转换速率与闭环增益无关。
转换速率对于大信号处理是一个很重要的指标，对于一般运放转换速率SR<=10V/μs，高速运放的转换速率SR>10V/μs。
目前的高速运放最高转换速率SR达到6000V/μs。
这用于大信号处理中运放选型。
1.3.4 全功率带宽BW全功率带宽定义为，在额定的负载时，运放的闭环增益为1倍条件下，将一个恒幅正弦大信号输入到运放的输入端，使运放输出幅度达到最大（允许一定失真）的信号频率。
这个频率受到运放转换速率的限制。
近似地，全功率带宽=转换速率/2πV op（V op是运放的峰值输出幅度）。
全功率带宽是一个很重要的指标，用于大信号处理中运放选型。
1.3.5 差模输入阻抗（也称为输入阻抗）差模输入阻抗定义为，运放工作在线性区时，两输入端的电压变化量与对应的输入端电流变化量的比值。
差模输入阻抗包括输入电阻和输入电容，在低频时仅指输入电阻。
一般产品也仅仅给出输入电阻。
采用双极型晶体管做输入级的运放的输入电阻不大于10兆欧；场效应管做输入级的运放的输入电阻一般大于109欧。
1.3.6共模输入阻抗共模输入阻抗共模输入阻抗共模输入阻抗定义为，运放工作在输入信号时（即运放两输入端输入同一个信号），共模输入电压的变化量与对应的输入电流变化量之比。
