AD603应用

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宽带放大器 ( 题) B
・ 全国大学生电子设计竞赛湖北专家评审组专家
郭云林 ・
T了 6 n (
20 年全国大学生电子设计竞赛 B 03 题, 即宽带放大器, 湖北赛区 参赛队只有
1队应试, 本赛区 3 占 参赛队总数的5 呱 . 7
但 唯 索 杯 却由 题 赛陈 全国 一的 尼 奖 该 参
A 63 参数及应用范围。 D0极限
电气. v g , "V
间 ( -0 即2 1 倍) 即可满 图5 足题 意要 求。 表2
}限傲 极今
应用选择
t5 V
V i n V mxMV有 值I) ie n = (效 V - vm = V( o } t 有效值) v 。 }0 V 4m 0 P c x 自 ) 查 o T } -9 l 05 4 80 级联时,加隔直电容 3 A 与D 的 工作频率均不高, / / D A 题目 直 失 输 电 一m 流 调 出 压 }0V
(山 P ) 尧 曰 Q 非 契 只 喂
表 1 6 3 A 0 引脚功能 D 功 能 脚号}号 符
1 2
端 V+ } 控 输入正 g 增益 制
V - 增益控制输入负端 g



运放输入 }N 运放公共端 GD
Vn i
FB } D K 反馈端
-c 】 V c 负电 源输入
V u o t

由 可 本级Ar f1 1 图 见, v ̄ =+ 0 =1 v 毋 / -/ k
对测量精度的要求也不算高, 因此, 可选 R) 9R0 9 如R ,1为图中 值, v1, , 标注 则Ar 1 - 3使用注意事项 . 择8 位的A C89 A 03。 D 00和D C82 同时, 单 约合2d, () 1 输人信号必须直接接在3 4 ,脚 0B 所有电容,均是为了电源去祸或改 片 任务并不算太多, 机的 亦可采用8C1 95 上, 否则影响精度。2 参考电 () 压必须非 常稳定。 3 信号输人端宜加保护电路, () 以防过压输人。4 容易自 电源和地 () 激。 +1 v s R 一C 7 8 二9 C 之间加去藕电容, 各级电源之间加电感 1 T 0 1 0.11 0 。 0 1 线圈隔离。5 对容性负载敏感, () 易造成 6 } R O 8 2 2 R 0 k 4 T 4 自 当用同轴电缆连接输出时, 激, 宜加缓 2 9 6 N3 0 冲器隔离。6 前后级易产生电磁祸合, () C 6 T 1 2 p 必要时需用铜屏蔽盒隔离。7 级联运用 () 2 94 N3 0 1D1 =1 C 时, 因为R=0 ,, 21 f 为防止后级输人过 0 l R10 1 0 0 p 1 41 8 N 4 口Ik 流, 应采取保护措施。 8 在5 ( ) 脚上加接 R 1 k 5 R L 72 D - C 2 4 w 容 地, 适当 升 频 . F 接 可 提 高 分量, 7 电 6 0 0 R 9 改善幅频特性。 由上可见, 如果了解了A 63 D 0 的有 关性能, 对完成本题任务中硬件系统的 设计与制作,心中就大抵有了底。
件。 从本次竞赛作品的测评中看, 有的作 品正是这样做了, 如选择A 63 U 73 D0, 3 A 等, 因而取得的成绩较好。 这里侧重介绍 一下高速宽带运放A 63 D0 的有关技术性
r( + 献 日} { } } 卜}不 }} r一 十{升{姗日 生 匹姗}} 干 }口 }} 1 } 肠四团 几 } 「 } }
图4 所示。
达 0 f, g 入电 不 产 影响 5 l对V接 路 会 生 ; M
在内部, , 12 脚与信号输人端3 4 , 脚之
间 的 无电 联系。 此, g 因 V 调节增益是独
立进行的。
() 当G x 3 d 2 带宽 m = 0 B时, a
B . 9 MH ;当G x 5 d WO= 0 z , ma二 0 B时,
可以扩展。
2 1 最小值为l B 基本 . 增益 ( ) O , d 指标为4d , 0B 最大值)6do 2 可步 0B ( ) 进调节, 0 8B 在1 - 范围内, 5d 步进间隔 为6&要求更高时, d 步进间隔为2B( 能。 d o3 ) 可预置增益值, 并显示。 4 预置增益值 () , D 0 的特性 . 63 A 与实测增益值的误差要求: 在步进间隔 图1 D 3 0的引脚图, 为其引 为A 6 表l 为6B 误差小于2B 在步进间隔为 脚功能, 为A 63 d 时, d; . 图2 D0 原理框图, 为 图3 2B d 时误差小于1B ( ) 增益平坦 d o 带内 5 vg+ +c Vc 度要求: 在增益为4d 时, 0H - 0B 在2k z Vs- Vu ot 5 H 范围内, M: 增益起伏小于1B ( d o 自 6 ) Vin -c Vc
增益的分配 可由实验确 定, 末级增 益 在
62d 一 0 B之
至末级
在1 M : 0 H 频带里, 声峰一 值也仅 O 噪 峰
01V . 左右。 3 () 4 输入电阻 10 这是由 - 0 0。 其R 2 网络决定的。 此为提高输人阻抗, R 因 可 采用宽带运放跟随器作输人级。 () 5 极限参数及应用范围 表2 为
放的增益在其上限之下, 0B 有4d 的可调
范围。
V /i i L H 大于12 V 2 倍。 . 3 压幅度( . 最大输入电 有效值)( ) 其最大增益与R 之间的关系。 1 x 这些图表 基本要求)3 ; 2 扩展要求〕6 V V () . ; 对了 D0 的电气性能非常有用。 5 解A 63
辫 酌
①固 定增益上限A( : , v) 与5 7 O 脚
之间的外接电阻R 有关, xO , x R= ( 脚 57 短接)A ( m x3d o 6 4 S, , v )a=0B R = . k O x 4 2
A(mx 0B 所以, 定 V )a 5 。 O =d 固 增益的 上限
() 3 数字显示正弦电压有效值。 4 在A=8B 输出噪 . 嗓声性能 v5d 时, 2电气性能 .
+c V c
n 〔 (幻 1
③增益控制调节方法: 、 脚都是 12
其 制电 g 接 端, V控 部 控 压V的 人 由 g 制内
衰减网络的无级变化, 从而实现4d 范 0B
获得。 本文试图从对题意的领会、 典型高 速宽带运放A 63 D 0 性能介绍及典型设计 方案示例三个方面作粗浅释析, 意在交
流、 切磋并望赐教。
对题意的领会
对于题目 基本部分和发挥部分的要 求, 最好将其分类、 归纳, 与教学训练内
须从新型的高速宽带运算放大器中去寻 找; 分立元件很难奏效。 () 2硬件系统 根据最大输出电压幅 度和最大增益要求, 系统可分为3 2 级、 级或1 ( 级 满足基本要求) 来实现, 每级 的 增益分配都不会太大, 易于实现。 () 3 增益指标这一项, 内容较复杂, 但主要都是依靠编程技术来完成。 对多 数参赛学员来说, 这个问 题现在已 不算 太困难。 因此, 在完成本题任务时, 对题 意的分析、整理,显得非常重要。
是[ . ,5 ] - 5 0 V, 0V .
超 出该 范 围时 ,
以 腼
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
明确:
2 1 Y 2 Y 2 I R 2 2 Y R R R Y 端电压相同;在 R J R 2 R I K
0d 4 8 - 4 0 d . 2 B 2 . 9 B - 6 1 d 3
为 (0 5 ) 3 一 0 B d,
动 增益控制 要求: . - o 5 范 在4 V I 5 < -. V- V 5
围内, G 范围)2d , AC 0B 即输人信号的
GND
FB DK
②增益衰减范围 由内 -R : 部R2 精密 梯形网络实现, =0f, R 1 l每节衰减6B 0 d, 共有7 总的衰减能力约4d 。 节, 0B 可见运
前端放大器简要设计如图5 所示。 前端跟随器选用O A 4 , P 62 其截止频 率达40 H , 0M z 跟随线性度好; 输人电压 允许值与A 63 D0 相同。 这样, 统输 使系 人阻抗远大于 l f的要求。 k l 3末级大信号放大电路 . 为保证高频端放大器的稳定性和带 内幅度的平坦度,宜采用互补推挽和深 度电压串联负反馈电路形式。典型电路
如图6 所示。
B .9 z Wo= MH ,即单位增益带宽接近 7 3 H; 增益起伏小于0 d; G z带内 . B 大信号 5 电 转 压 换速率: 7V W 25/ s o
() 3 低噪声性能 1 n /z 故即使 . VH 。 3
高频晶体管2 3 0 为N N型, N 9 4 P 23 6 N 型, 对的 N9 为PP 是配 互补管, 0 特
当调节范围超过4d 时濡用级联方式解 0B
决。
类的普通芯片即可。 2前端放大电路 . 根据上述A 63 D0 芯片的特点, 可将
另外, 控制端1 2 , 脚之间输人电阻
控制范围、 测量并显示输出电压有效值 等要求, 需要设置单片机小系统和有关 检测电路。于是系统总体设计方案可如
5 r R R R R - R , } } r , , 5
V 的作用与区间 g
标称值
() 1 器件选择必须选择宽带、 低噪、 增益可程控放大的器件, 且这类器件必
R2梯形网络 -R
图2
V 控制下, g 放大
器 的对 数 增 益
・4 ・电 世界20 年3 1 子 04 期
7 8
} 运放输出
+c Vc
} 源输入 正电
() 1 增益特性
52 50 48 46 4 42 40 38 36 34 32 30
幽 门 } 旧团 丽 而卿 } 口 团 日 n} 叩T
A 63 D 0 运放性能介绍 容结合起来, 便把握操作。 以 现将宽带放 大器需要满足的技术指标整理如下: 由上可见, 完成本题的关键在于选 1 通频带为l H 一 M z 择好宽带、 . 3B 带宽 d O z 6H, k 低噪、 增益可控制的放大器