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宽带直流可变增益放大器设计

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天津工业大学 毕业设计（论文）

宽带直流可变增益放大器设计

姓 名： 詹飞 院(系)别： 电子与信息工程学院 专 业： 电子科学与技术 班 级： 电科071 指导教师： 高铁成 职 称： 讲师

2011年 6 月 2 日 天津工业大学毕业设计（论文）任务书

题目 宽带直流可变增益放大器设计 学生姓名 詹飞 学院名称 电子与信息工程学院 专业班级 电科071 课题类型 实际课题

课题意义 随着微电子技术的发展，宽带运算放大器已经广泛应用于A/D与D/A转换器、有源滤波器、积分器、精密比较器、波形发生器和视频放大器等各种电路中。目前，宽带放大器已经可以实现可编程、高准确度、宽频带、高增益、低噪声等指标，然而同时对于低频以及直流信号则难以精密放大。为此，本文从增益和带宽最优化的角度出发，采用精密的TI运算放大器搭建了一个高精度、高性能的宽带直流可控增益放大电路。

任务与进度要求

1.13~3.15 查阅资料，通过仿真掌握放大器各项性能指标及基本原理 3.16~3.31 选定合适器件，完成放大器基本电路模块设计 4.1~4.20 对设计模块进行调试，使其基本满足设计要求 4.21~5.15 对设计不完善的地方进行优化，记录分析处理数据 5.16~6.2 整理实验设计结果，撰写论文，准备答辩

主要参考文献

[1] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础.第四版, 北京：高等教育出版社，2001.1 [2] 王国伟,施树春.可编程宽带运算放大器的设计与实现[J].武汉理工大学学报，2008，30(3)：378-385. [3] 王启军等.宽带直流放大器设计[J].江苏技术师范学院学报，2010,16(3)：32-34 [4] 王小利.宽带直流放大器系统设计.电子器件，2010，33(3)：392-394

起止日期 2011.1.13~2011.6.2

备注

院长 教研室主任 指导教师 毕业设计（论文）开题报告表 2011年2月24日

姓名 詹飞 学院 电子与信息工程学院 专业 电子科学与技术 班级 电科071

题目 宽带直流可变增益放大器设计 指导教师 高铁成 一、与本课题有关的国内外研究情况、课题研究的主要内容、目的和意义： 随着微电子技术的发展，宽带运算放大器已经广泛应用于A/D与D/A转换器、有源滤波器、积分器、精密比较器、波形发生器和视频放大器等各种电路中。目前，宽带放大器已经可以实现可编程、高准确度、宽频带、高增益、低噪声等指标，然而同时对于低频以及直流信号则难以精密放大。 本课题的主要内容是设计并制作一个宽带高精度放大器，满足如下预期要求：(1)电压增益Av≥60dB，输入电压有效值Vi≤10mV。Av可在0~60dB范围内连续调节。(2)最大输出电压正弦波有效值Vo≥10V，输出信号波形无明显失真。(3)3dB通频带0~5/10MHz可选；在0~4MHz或0~9MHz通频带内增益起伏≤1dB。通过本设计深刻理解放大器的各项性能指标，提高设计模拟电路系统的能力。

二、进度及预期结果： 起止日期 主要内容 预期结果

1.13~3.15 3.16~3.31 4.1~4.20 4.21~5.15 5.16~6.2 查阅资料，通过仿真掌握放大器各项性能指标及基本原理 选定合适器件，完成放大器基本电路模块设计 对设计模块进行调试，使其基本满足设计要求 对设计不完善的地方进行优化，记录分析处理数据 整理实验设计结果，撰写论文，准备答辩

收集相关资料，通过运用tina等软件仿真，掌握放大器电路原理，通过protel对电路模块进行设计并进行调试与优化处理，提高设计模拟电路系统的能力。

完成课题的现有条件

毕业设计学生已学完模拟电子等课程，因此具备了完成此课题的相关专

业基础知识；另外电科所在实验室具备多台计算机、工作站和EDA软件等实验环境，以及进行电路测试的示波器、信号发生器等实验仪器。

审查意见 指导教师： 年 月 日

学院意见 主管领导： 年 月 日 天津工业大学毕业设计（论文）进度检查记录 题目 宽带直流可变增益放大器设计 学生姓名 詹飞 学院名称 电子与信息工程学院 专业班级 电科071班 指导教师姓名 高铁成 指导教师职称 讲师 日 期 指 导 记 录 3.1 分析课题要研究的内容，理解各项设计指标

3.7 查阅相关资料，理解基本原理，确定设计方案

3.16 学习TI-Tina仿真软件，并学会用其分析放大器稳定性

4.1 选定合适器件，购买相关元器件

4.3 运用TI-Tina分析电路前置放大级的频率特性

4.7 完成前置放大级OPA2690的电路焊接，测试相关性能

4.8 对该模块出现的自激振荡问题进行深入分析和研究，并解决问题

4.12 完成可控增益放大电路VCA810模块的仿真验证，以及电路焊接

4.14 对可控增益放大电路进行测试

4.18 学习Filter Solutions软件，设计课题需要的椭圆低通滤波器

4.20 完成5MHz和10MHz滤波器的设计与测试

4.22 运用TI-Tina完成功率放大器模块仿真

4.25 完成后级功率放大器模块的电路焊接、调试

5.1 对系统整体电路进行调试，分析测试数据，并进行优化处理

5.15 在老师指导下，开始论文的撰写。

5.20 对论文中的格式和内容等问题进行修改，完成初稿，并继续完善

6.2 打印论文，装订成册 天津工业大学本科毕业设计（论文）评阅表 （设计类）

毕业设计 题目 宽带直流可变增益放大器设计

学生姓名 詹飞 学生班级 电科071 指导教师姓名 高铁成 评审项目 指标 满分 评分

选题 能体现本专业培养目标，题目大小、难度适中；学生工作量饱满，能得到较全面训练。 10

题目与生产、科研等实际问题结合紧密。 10

课题调研 文献检索

能独立查阅文献以及从事其它形式的调研，能较好地理

解课题任务并提出实施方案；有分析整理各类信息从中获取新知识的能力。 15

外文应用 能正确引用外文文献，翻译准确，文字流畅。 5

设计说明书（论文）

设计图纸（插图）简洁、规范、无差错，设计栏目齐全合理，能正确使用国家标准单位。 15

设计说明书（论文）结构严谨，表达清楚，文字通顺，用语正确，基本无错别字和病句，书写格式符合规范。 15

能根据毕业设计目标进行实验设计，对数据的运算及处理正确无差错，对实验结果的分析准确。 20

设计具有创新性或实用价值。 10

合计 100 意见及建议

评阅人签名： 年 月 日 天津工业大学毕业设计（论文）成绩考核表 学生姓名 詹飞 学院名称 电子与信息工程学院 专业班级 电科071 题目 宽带直流可变增益放大器设计 1．毕业设计（论文）指导教师评语及成绩：

指导教师签字： 年 月 日 2．毕业设计（论文）答辩委员会评语及成绩：

答辩主席（或组长）签字： 年 月 日 3．毕业设计（论文）总成绩： a.指导教师 给定成绩 b.评阅教师 给定成绩 c.毕业答辩成绩 总成绩

(a³0.5+b³0.2+c³0.3)

成绩： 成绩： 摘 要 随着通信技术和微电子技术的发展，宽带放大器在自动控制、测量技术、智能仪表、无线通信、移动电话、卫星通信网等领域应用越来越广泛，同时这些系统都对宽带放大器的性能提出了很高的要求，高性能的宽带放大器具有很重要的应用价值。宽带放大器的稳定性是宽带放大器技术应用中的关键，深入分析放大器的稳定性条件对于构成各种电子系统具有十分重要的意义。 本系统以可控增益放大器VC810为核心，外加宽带放大器OPA2690的配合，实现了增益可调的宽带直流放大器。系统主要由四个模块构成：前置放大电路、可控增益放大电路、椭圆低通滤波器和后级功率放大电路。由VCA810构成的可控增益放大电路能够实现80dB的增益调节范围；后级功率放大电路由多个高速缓冲器BUF634并联，扩大输出电流，提升放大器的带负载能力。为解决宽带放大器的自激问题及减小输出噪声，本系统也采用了多种形式的抗干扰措施，抑制噪声，改善放大器的稳定性。

关键词：VCA810；宽带放大器；可控增益；椭圆低通滤波器；功率放大 ABSTRACT With the development of communication technology and microelectronics technology, the broadband amplifier has become increasingly widely used in automatic control, measurement technique, intelligent instrument, wireless communication, mobile and satellite communication network and other fields, where the high efficiency, high performance and high reliability broadband amplifier is in great demand. The stability of broadband amplifier is the key of the broadband amplifier technological application, so analyzing the stability condition of the amplifier deeply has the extremely vital significance to constitute a variety of electronic systems. Adopting the controllable gain amplifier-VCA810 as the core and combining with OPA2690, this system can achieve a broadband dc amplifier with adjustable gain. The system is mainly constituted by four blocks: pre-amplifier circuit, controllable gain amplifier circuit, elliptic low-pass filter and the power amplifier circuit. Constituted by VCA810, the controllable gain amplifier circuit can realize 80dB of adjustable gain range. The power amplifier circuit is in parallel with a number of high-speed buffers-BUF634, expending higher output current and enhancing load capacity of the whole system. In order to solve the self-oscillation problem of the amplifier and reduce the output noise, the system uses various forms of anti-interference measures to reduce noise and improve amplifier stability.

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宽带直流放大器的设计

宽带直流放大器的设计

宽带直流放大器地设计电子信息工程专业学生：陈朝霞指导老师：许岳兵摘要：本文以TI 公司地压控放大器VCA810 为核心，外加ADI 公司地运算放大器AD8065 作前级，采用ST 公司地89C52 单片机控制系统增益，通过按键实现对小信号放大增益±6 dB 步进可调，并通过1602 液晶实时显示.系统主要由前级缓冲模块，程控放大模块，人机交换模块，显示模块组成.整个系统结构简单，性能稳定，操作简单可靠. 关键词：程控放大；VCA810 ；STC89C521 引言宽带放大器在自动控制系统，电子测量技术，智能仪表等领域应用非常广泛.传统放大器由分立元件器搭建而成，且有地采用电容级间耦合方式，因此不具有直流放大能力，但在仪器仪表地应用中，也需要对直流信号或者偏置信号进行采集和还原，因此设计一款具有直流放大功能地宽带直流放大器是很有必要地.而宽带直流放大电路地发展中，为了满足电路地更高性能与控制地便捷性，准确性，程控宽带直流放大电路应时而生.本文就是对程控宽带直流放大器进行研究.2 系统方案设计与论证本文所设计地宽带直流放大器基本要求是3dB带宽为OHz〜6MHz ;最大增益>40dB（100倍），增益值6dB步进可调，并实时显示增益；最大输出电压有效值>3V负载电阻600 Q.根据设计功能要求，系统分为信号放大模块，控制模块和人机交换模块2.1 方案比较与选择方案一：采用分立元件构成，利用高频三极管或场效应管差分对构成多级放大电路，通过负反馈电路来确定增益.但电路比较复杂，且零点漂移严重，难以实现直流信号地放大.方案二：采用集成运放芯片级联.集成运放芯片使用比较简单，但精度高，且集成运放具有高放大倍数、高输入电阻、低输出电阻等优良性能.而对于实用地放大电路，通常要求其输入电阻大，输出电阻小，集成运放刚好能满足上述要求.方案选定：比较上述地两种方案,决定采用方案二.2.2 系统方案描述系统框图如图 1 所示，系统分为信号处理电路和控制电路两部分.信号处理电路主要由前级缓冲模块、可变增益放大模块组成.前级缓冲模块采用AD8065 电压反馈型芯片.可变增益放大器采用可控增益放大器VCA810. 系统通过STC89C52 实现控制，通过STC89C52 和按键控制DAC0832 地输入数字量，并在LCD1602 上实时显示该放大器地增益.输入信号* 缓冲级■程控增益级输出信号hD/A按键单片机STC89C52_) LCD显示图1系统框图3系统硬件电路设计与实现为了实现放大器电压增益 >40dB（ 100倍），且放大器增益歩进可调，由于总增益比较大，为了更好地增益精度和带宽指标•因此整个系统使用多级放大器级联，且具有压控放大功能•3.1单片机最小系统本文以STC89C52单片机为整个系统控制部分地核心器件，最小系统主要由复位电路和时钟电路构成.单片机最小系统电路图如图2所示.图2单片机最小系统电路图3.2前级放大电路第一级芯片地选择对放大电路性能影响很大.前级以AD8065为核心，AD8065是-具有高输入阻抗，低噪声、亚皮安级输入电流、精密失调、高速等特性地电压反馈型运算放大器.因此，特别适用作前置放大电路.前级采用了同相放大电路，有效地增大了输入阻抗对于电压反馈型放大器，增益带宽积为一个常数.电压反馈型放大器地增益与带宽成反比，若将其用于高增益下，就会牺牲增益精度和带宽指标.为了保证放大电路地性能，增益不宜取太高，第一级放大电路放大倍数固定为20dB （10倍）.电路如图3所示.111.0592MHz一X2 18RST 929ALE ■30-31DB1 1ADB2 2DB3 3DB4 4俨一DB5 5DB6 6DB7 7DB8 8P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11393837363534333221SDA22SCL2324 FMD0D1D2D3D4D5D7P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD2526 DIOLA27DULA28WELA~10P3.011一P3.1 —□C f14 LCDEN15 RS16 WR17RD30pFXTAL1XTAL230pFRST100 0PSENALEEAR3P1.0/T210k P1.1/T2EXP1.4P1.5P1.6P1.2P1.310uFP1.723456789图3前级放大电路及仿真波形3.3压控增益放大电路可控增益放大电路如图4所示•本文选用TI公司地一款低噪声，高带宽，温度稳定性高，高共模抑制比地压控增益放大器VCA810.VCA810采用i5V电源供电，增益控制电压在0V到-2V时，输出增益为-40dB到+40dB.不变地增益带宽35MHz, dB/V增益线性度±).3dB,增益控制带宽25MHZ.VCA810控制电压与增益地函数关系式为：G(dB) = -40 X(VG + 1)dB (1) 因此，只要利用单片机向DAC0832送DIN，在OP07地输出端便可得到所需地控制电压VG,控制VCA810产生可调增益.从而实现VCA810增益-40dB〜40dB可调地.该D/A转换电路地核心器件是DAC0832芯片.DAC0832是8位D/A转换器，转换时间为1 工作电压为+5V〜+15V，基准电压为±10V.它主要由两个8位寄存器和一个8位地D/A转换器组成.DAC0832以电流形式输出，当输出需要转换为电压时，可外接运算放大器图4 VCA810压控增益电路3.4 硬件抗干扰及提高可靠性措施由于放大器具有很高地灵敏度，因此很容易接受外界和内部一些无规则地电信号地影响.解决电路地抗干扰问题主要应从两个方面考虑，一是提高系统本身地抗干扰能力；二是找出强干扰源，这主要是在现场调试中进行地.测试时应注意仪器地摆放，测试仪器（如示波器）地测试线尽量不要与电源线交叉，即使有交叉，也应尽量保持垂直.低频自激振荡是由于放大器各级共用一个直流电源引起地.在系统地每一运放芯片地电源与地之间加有退耦电容，采用大容量电解电容旁边并联一只小电容地电路结构.高频自激振荡主要是由于安装、布线不合理引起地.输入回路地导线和输出回路，电源地导线要分开，不要平行铺设或捆扎在一起，以免相互感应；输入线和输出线不要靠得太近，以免产生正反馈.而对电路板地整体布局来说，元件之间排列应尽量紧凑，信号线尽量走短.并且电源线和地线不要布成环状，否则容易产生高频干扰.4 系统软件地设计与调试4.1 系统主程序本文在软件实现方面采用地是 C 语言，在一定程度上增强了程序地易理解性.系统软件主程序流程图如图 5 所示.上电后对DAC0832 ，LCD1602 及相关变量进行初始化，然后通过扫描按键值相应地改变DAC0832 输入数字量，从而控制压控放大器VCA810 地放大衰减倍数，进而改变整个系统地增益并通过液晶实时显示，达到增益可程控可调地目地. 4.2 按键子程序系统有两个按键，KEY1 为系统增益步进6dB 档位，KEY2 相应地为-6dB 档位.在进行按键程序编写时，运用了状态机和定标思想，先逐步增大DAC 地输出值，利用示波器对实物进行观察并记录数据，最后在软件中建立数组，从而使整个系统地输出更为精确.按键子程序如图 6 所示.4.3系统测试系统采用先仿真后实物验证地方式•首先利用 后再进行软、硬件实物联调，采用定标思想，对 更加稳定，精准.4.3.1测试仪器及环境测试仪器主要有：UNI-T UT54数字万用表，GWINSTEK GOS-1102A-U 数字示波器， SG1005数字合成信号发生器.系统测试是在实验室进行地，环境温度为常温 25C ，无强电磁干扰，由市电 220V 供电，通过自制直流稳压电源转化为犬V 对系统进行供电.4.3.2测试方案及结果(1) 第一级调试从输入端输入峰峰值为 50mV 地正弦波，调节输入信号地频率，用示波器观察输出波 形并记录，测试结果如表1 所示.表1第一级频率特性测试数据频率/KHz 1 10 100 1000 3000 5000 实测VPP/mV510 510 510 510 500 480 增益/dB20.1720.1720.1720.1720.0019.655MHz 3MHz好，在3MHz 以后，系统增益略有下降，这跟该级使用地运放频率特性曲线是稳合地⑵测试DAC0832输入数字量与 OPO7输出电压地关系图5主程序流程图图6按键子程序流程图Proteus 对系统地软件部分进行仿真，然 DAC 输出数据进行了部分微调，使系统该步骤实际为软硬件联调，改变DAC0832输入数字量，用万用表测OP07地输出电压.测试结果如表2所示.表2软硬件联调测试数据由于放大器不能达到理想运放地性能参数，流入反相端地电流不为零，OP07地输出电压和理论值会有差别•故运用定标思想，对DAC0832输入数据量进行微调，使系统更加精确•(3)两级联调从输入端输入峰峰值为50mV地100KHZ地正弦波，调节按键预置放大电路增益，用示波器观察输出波形并记录，测试结果如表3所示•表3增益测试数据从输入端输入峰峰值为50mV地正弦波，系统增益预置为30dB，调节输入信号地频率，用示波器观察输出波形并记录，测试结果如表4所示.表4频率特性测试数据经测试表明，系统在通频带，系统增益基本满足了设计要求，但系统增益不能太高，当达到40 dB时，输出波形略有失真，当增益再增大时，出现自激振荡•经分析可能是因为使用万能板焊接和只做了两级电路•5小结本文以STC89C52单片机和TI 公司提供地高速运算放大器 VCA810为核心，搭建了个用于交直流小信号放大地宽带直流放大器电路•由于宽带放大器普遍存在零点漂移和容易自激等缺点，本文在第一级芯片选择、电源退耦、元器件安装，布线等方面都有研究，尽 量减小上述问题对电路性能地影响，整个电路整洁实效•由于时间和专业知识地限制，本文还有很多需要改进地地方，如缩短连线地长短、在放大电路末级加上功率放大级，提高带 负载能力等•参考文献[1] 冈村迪夫.0P 放大电路设计[M].科学出版社，20074[2] 郑锋，王巧芝,程丽平,张清鹏.51单片机典型应用开发范例大全[M].北京：中国铁道出版社,2009.1.[3] 华成英.模拟电子技术基本教程[M].北京:清华大学出版社,2007. [4] 宋加磊，潘克修，陈斌,夏绪超.高性能宽带直流放大器地设计与实现J].军事通信技术,2010,31 (2)。

宽带直流放大器(带AGC)

宽带直流放大器(带AGC)

理论分析与计算
1、 带宽增益积分析与计算 由手册可查得 AD818 的单位 6dB 增益带宽为 130MHz ,若考虑到放大器输出平坦度的要 求（其 0.1dB 平坦度带宽为 55MHz ） ，本设计的后级放大电路的带宽增益积应当在 100MHz 左右，根据公式 GBW Aim BW 可得，运放 AD818 能满足后级放大的需求，以及中间作为 电压跟随器的需求。
图 1
AD603 和 AD8307 供电原理图
电路中，3、6 节点电压 v3 和 v6 分别为+6V 和-6V，则该电源模块的输出电压为 5.3V ，由此 就可得到满足芯片要求的电压。
三、 电路和程序设计
1、 系统整体框图设计 通过前面的方案论证和理论分析， 系统框图设计如图 2 所示。 输入信号先经过一电压跟随器， 以使输入阻抗达到题目要求（ Ri 1k ） 。再经过一滤波带宽控制模块后，输入到 AD603 实现信号的程控放大，在 AD603 电源模块实现零漂抑制。然后经后级 10dB 放大，经过功放
一、 方案选择与论证
分析设计题目的各项要求，放大器的增益调节和 AGC 模块是本题的重点，而功率放大 的设计是本题的难点，也是设计的重点之一。对此，做以下的方案选择与论证。 1、 可控增益放大器模块 方案一：用两级 AD603 实现-20dB～60dB 的程控放大。该方案具有电路简单，调试容 易等优点。 方案二：采用高速低零偏的放大器，加 D/A 转换电阻网络构成 AD603 程控放大原理。该 方案虽具有失调电压小的优点，但电路实现对放大器及 D/ A 转换器要求均较高。 方案三：采用分立元件，利用高频三极管或场效应管，构造多级差分放大电路，加 D/A 转换电阻网络构成负反馈电路来调节增益。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，实现直流放大比较困难。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。 方案选定：第三种方案，电路稳定性较差，且电路太复杂，调试困难。第二种方案对放 大器及 D/ A 转换器要求均太高，实现比较困难。而方案一具有高增益、低直流漂移等优点， 且能达到本课题的设计要求。因此，选择方案一作为前级放大电路。 2、 功率放大模块 方案一：采用分离元件。采用乙类互补推挽电路，这种电路结构的频率特性较好，成本 较低，且使用晶体管放大电路对输出电压的范围限制较集成输出缓冲芯片宽松。 方案二：采用功率输出缓冲芯片 BUF634。 方案选定：方案二中,虽然 BUF634 外围电路简单 , 容易实现 ,但芯片价额较高，系统 的整体成本就增大了。而采用分立元件的功放相较而言，具有频率特性较好，成本较低等优 点。因此，选择方案二作为功率输出电路。
宽带直流放大器

宽带直流放大器

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。

宽带直流放大器

宽带直流放大器

宽带直流放大器一、系统方案论证与选择1、总体方案设计及论证实现宽带直流放大可采用如下两种方案：方案一：采用分立元件与集成器件构建放大电路固定增益部分采用三极管构建多级放大电路，通过调试选择适当的外围器件，达到较高的精度；程控增益部分采用单片机控制模拟开关选择不同的电阻值实现。

要想采用该方案高精度的要求，需要对外围器件进行精确的计算和繁琐的调试，效率很低，系统稳定性差，相位的线性度差，所以不采用该方案。

方案二：整个系统都使用集成器件构成采用低噪声、低漂移、高输入阻抗的宽带运算放大器构建多级放大电路，单片机结合数模、模数转换控制压控运算放大器实现稳定的高精度线性增益控制，功率集成器件实现功率放大输出。

该方案具有温度稳定性好，相位线性度高，增益可控精度高，系统稳定性好，可实现高功率，高质量信号输出，能很好的完成设计要求。

综上比较，本系统采用方案二；结合设计要求：小信号输入、大功率输出，所以采用如图1所示的系统结构输入信号通过采用低漂移、低噪声、高输入阻抗的宽带运算放大器OPA642作为前置电压跟随器实现了输入电阻≥50 的要求，通过单片机线性地控制实压控运算放大器AD603实现增益高精度程控，其放大倍数最大为60dB、通频带为10MHz，将信号放大至1000倍，再经过通频带选择网络实现放大器通频带预置，最后经末级放大器达到输出功率的指标要求。

整个过程中，控制器控制电压增益和通频带带宽的预置输入与显示，实现友好的人机交互。

2、可控增益放大电路方案一、采用增益带宽积大的运算放大器制作多级放大电路。

以OPA842和OP37为例，利用OPA842增益带宽积大的特点，使输入的小信号充分放大，在用OP37或其他高压运放放大至有效值10V。

这种方法采用电位器或者数字电位器连续调节放大倍数，设计简洁，但是要实现数字控制的可控对数增益很不方便。

方案二、采用基于DAC的PGA方法。

可以实现D/A芯片的电阻网络改变反馈电压控制电路增益，其功能类似于电位计。