可变增益宽带直流放大器(绝密文件)

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1、中南民族大学 计算机科学学院电子设计竞赛报告竞赛题目 可变增益宽带直流放大器 学院 计算机科学学院 专业 自动化 参赛学生 组长 陈明 学号 2012213408联系电话 18202743137 组员 邓贵 学号 2012213477 组员 雷建国 学号 2012213457 指导老师 王超 张志俊 自动化电赛实验室 12级测控组通用可变增益放大器（D）摘要 通过对目前放大器的增益和控制方法进行分析和比较，该设计提出了一种简单易行的控制方案，采用了分级设计匹配互连的思想。该设计分为电源部分、电压控制放大部分、档位选择控制部分、两级固定增益部分和后级电压输出部分。此设计通过继电器对各个部分的连接

2、进行匹配切换，使整个系统的放大倍数在所需的-20dB0dB，0dB20dB，20dB40dB，40dB60dB四个档位之间转换。通过最后一级功率的放大，使输出部分获得幅度远大于±8V，并且很好的抑制了零点漂移问题。该设计除了满足题目的基本部分和发挥部分要求外，我们还充分发挥各级之间的创新，并把它融入系统中，设计出一个可控范围大、输出稳定高、低温漂、幅频特性良好、抗干扰能力强的可变增益放大器。该设计采用单端输入，单端输出方式实现增益连续调节，输入阻抗有50和大于10M可选，电路输出阻抗有0和50可选。 ABSTRACT Through the current amplifier gai

3、n and control methods for analysis and comparison of the design of a simple control scheme is proposed , using a hierarchical design to match the interconnect ideas. The design is divided into power section , the voltage control amplification section , gear selection control section , rear section a

4、nd two fixed gain level voltage output section. By this design of various parts of the relay connection switching match , so the magnification of the entire system 0dB, 0dB 20dB, 20dB 40dB, 40dB 60dB conversion between four gear required -20dB . By the end of a power amplification, the output sectio

5、n to get much larger than ± 8V, and good suppression of the zero drift problem. In addition to meeting the basic part of the design of the subject and played part of the requirements , we also give full play between levels of innovation , and put it into the system , the design of a controllabl

6、e range, high output stability , low temperature drift , amplitude-frequency characteristics good , strong anti-jamming capability variable gain amplifier. The design uses a single-ended input , single-ended output achieved continuous gain adjustment, input impedance of 50 and greater than 10M optio

7、nal circuit output impedance of 0 and 50 optional 目录目录3要求31、基本要求32发挥部分4一、方案论证与比较41、电压控制放大部分4方案一：4方案二：5方案三：52、档位选择控制部分5方案一：5方案二：5方案三：53、末级电压输出部分6方案一：6方案二：6方案三：6二、 系统设计7A.硬件设计部分71、总体设计思路72、主要电路原理分析与计算72.1、电压控制放大部分72.2、档位控制及固定增益部分82.3、末级电压输出部分9B.软件设计部分10三、系统测试方法与测试数据111、测试仪器112、测试方法与测试数据113、测试结果分析1331测

8、试结果分析1332误差分析1333 测试心得13四、总结13五、 附录113附录214要求1、基本要求（1）放大器在DC1MHz带宽范围内最大不失真输入、输出信号幅度不低于±3Vpp；（2）放大器的电压增益可设为三档：-20dB0dB，0dB20dB，20dB40dB，放大器在同一档位时增益线性度不低于1%；（3）增益为100时，输出大信号幅度波动不超过5%；（4）增益为100时、输入端短路，输出端电压值不超过±5mVpp；（5）放大器输入端阻抗大于10MW，并有过压保护能力；（6）放大器输出端阻抗为50W。2发挥部分（1）放大器在DC1MHz带宽范围内最大不失真输入、输出

9、信号幅度不低于±6Vpp；（2）放大器的增益可设为四档：-20dB0dB，0dB20dB，20dB40dB，40dB60dB，放大器在同一档位时线性度不低于0.5%；（3）增益为1000，在DC5MHz带宽范围内，输出大信号幅度波动不超过5%；（4）放大器输出端阻抗为50W，外接负载50W，在DC5MHz频段内，大信号输出时波形失真度小于2%；（5）增益为1000时、输入端短路，输出端电压值不超过±20mVpp；（6）其他一、方案论证与比较1、电压控制放大部分方案一： 利用模拟乘法器实现可变增益（具有放大和衰减两个功能），其中模拟乘法器的一路输入需要放大的信号，另一路通过单

10、片机控制DAC来实现数值的改变从而实现对放大倍数的调整；再利用单片机控制继电器进而实现所要求的输入阻抗值，输出阻抗值。由于乘法器电路的性能主要取决于电路的对称精度以及对非线性部分去除能力，而在实际设计过程在很难达到这两方面。因此不宜使用此方案。方案二： 采用数控电位器实现增益控制。主要思想把输入的直流宽带信号先放大20dB,然后用数控电位器进行分压衰减。1024等分的电位器可以实现最小小于1dB。但是控制的数字量和放大倍数在后级不成比例，所以造成增益调节不协调，精度不准。因此难以达到此题目要求，故不选择此方案。方案三：采用具有高输入阻抗的芯片THS3091在VCA810前面做电压跟随器。因为T