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带宽放大器电科084 李栋 李明 翟敏 周征 马欣总体分析 本设计全部采用集成电路,具有硬件电路 形式简单,调试容易,频带宽,增益高, AGC动态范围宽的特点,且增益可调,步 进间隔小。 本宽带放大器以增益放大器AD811为核心 ,由三级放大器组成,前级放大主要是提 高输入阻抗,对小信号进行放大;中间级 为可变增益放大器,主要作用是实现增益 可调,增益控制由可调电位器控制,后级 放大进一步增加放大倍数,扩大输出电流 ,提升放大器的带负载能力,提高输出电 压幅度。 总体方案 市面上有多种型号、各具特色的宽频带集 成运算放大器。这些集成运算放大器有的 通频带宽,有足够的增益,有的可以输出 较高电压,使用方便,有的甚至可以实现 增益可调及AGC的功能。总体上硬件的实 现和调试较为简单,所以,我们决定采用 多个集成运放级连实现本题目。 系统方框图 小信号 前级放大放大器 增益控制后级放大 输出前级放大电路 使用宽带运算放大器AD811,采用反相输 入形式可以抑制共模信号降低噪声,但电 路形式简单,易于调试,能够满足题目的 输入阻抗的要求故选取该方案。选取R1 = 2K,Rf =7K,则放大倍数A =-3 .5增益控制电路 利用两级芯片及电阻网络和可调 电位器,手动调节增益,可实现增益控制 后级放大电路 采用单片集成宽带运算放大器OP27。提供较高的 输出电压,再扩流输出,以满足负载要求.该方案电 路较简单,容易调试,故采用本方案. 后级输出电路 我们采用输入阻抗较高的同相放大形式,前面分 析过,为得到最大输出电压,后级放大倍数至少为 A 8.45 18.54 (dB) 则同相放大电路的增益Af = = 8.45 故 7.45 实际应用时,选取 Rf = 8.2K,R1 = 1 K。 总体电路图测试数据: 一般宽带放大器测试有两种方法,即“稳态 法”与“暂态法”。 根据题目要求的测试参数,我们选用“稳态 法”测量。 “稳态法”是以正弦波作为输入信号,在频域 内研究放大器的特性。 测试框图如图 输入100K,电压有效值Vin0.01V时的波 形图,电位器是1千欧输入100,电压有效值Vin0.02V,电位器 是1千欧输入100,电压有效值Vin0.01V时的波形 图,电位器是3千欧进一步改进措施 如果将电路制作成PCB板,合理的布局以 及采用大面积覆铜等措施,可以使噪声电 压降到更低,进一步提系统的性能。 系统的带宽还不够宽,频率过高会影响其 输出电压的值有所下降,应选用带宽更大 的芯片代替 最好能精确的地控制输出电压,如采用可 编程增益放大器AD603作为中间级为可变 增益放大,则能通过单片机来精确控制增 益,且能实现自动增益可调。 谢谢观看 !
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