宽带直流放大器设计

宽带直流放大器（杨秋云）

组员：李华卫 毛丽君 杨秋云 肖茜雯 谭平平

摘要：本作品以STM32F103VET6为控制核心，采用宽带放大芯片LMH6624和压控放大器VCA810结合方式，实现了设计中可调增益的要求；采用低噪声电流反馈运放THS3091芯片实现了10V有效值输出的功率放大；在系统设计中，采用了合理的阻抗匹配，规范的线路布局和有效的散热设置，并且综合考虑了去耦、滤波，以及使用同轴电缆屏蔽干扰，降低功耗，减少了高频信号的噪声和自激，全面提高了系统的稳定性。经测试，指标达到设计的要求。

关键词：STM32F103VET6 LMH6224 VCA810 THS3091

1

一、方案论证与选择

1、前级放大模块

方案一：采用三极管和各分立元件构成前级放大器。实现不小于22dB的增益，本方案成本低，但电路复杂，调试繁琐，且电路稳定性差，容易产生自激现象。

方案二：采用集成芯片。采用放大器LMH6624做前级放大

uy8bhuybhu

科技学院2010届本科毕业论文

宽带直流放大器

学科专业： 电子信息科学与技术

指导教师： 李良荣

学生姓名： 桑子川

学生学号： 062004100334

中国﹒贵州﹒贵阳

2010年5月

uy8bhuybhu

目录

目录 ...................................................... I 摘要 .................................................... III Abstract ................................................. IV

第一章 绪论 .............................................. 1

1.2 课题现状 ............................................... 1

1.3 课题的研究目的和意义 ................................... 2

1.4 本文结构 ...............................................

2009年全国电子设计大赛论文

题目名称：宽带直流放大器(C题)

论文编号：C甲3832

本课题采用集成电压放大电路和分立元件构成的功率放大电路，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，步进间隔较小。本宽带放大器以可编程增益放大器AD603和NE5532为核心，由三级放大器组成，由于AD603的输入阻抗为100Ω,满足题目所要求。前两级为AD603组成的可变增益放大器，主要作用是实现增益可调及AG能，第三级为由NE5532构成的放大电路，其主要功能是近一步提高系统的增益，并且使系统的3dB带宽稳定在题目要求的10Hz左右。增益控制和AGC功能都由单片机控制，可预置并显示增益值，增益可调范围0dB～60dB，步进5dB，由单片机自动调节放大倍数可实现AGC功能，使输出电压稳定在4.5V~5.5V之间负载能力，提高输出电压幅度。由于宽带放大器普遍存在容易自激及输出噪声过大的缺点，故本系统采用减少耦合电容以避免系统产生的自激振荡的方法。

关键词：AD603, AGC, 增益可调 宽带。

一 方案论证与比较…………………………………………………….4

1.1 增益控制部分 ......................

2009年全国电子设计大赛论文

题目名称：宽带直流放大器(C题)

论文编号：C甲3832

本课题采用集成电压放大电路和分立元件构成的功率放大电路，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，步进间隔较小。本宽带放大器以可编程增益放大器AD603和NE5532为核心，由三级放大器组成，由于AD603的输入阻抗为100Ω,满足题目所要求。前两级为AD603组成的可变增益放大器，主要作用是实现增益可调及AG能，第三级为由NE5532构成的放大电路，其主要功能是近一步提高系统的增益，并且使系统的3dB带宽稳定在题目要求的10Hz左右。增益控制和AGC功能都由单片机控制，可预置并显示增益值，增益可调范围0dB～60dB，步进5dB，由单片机自动调节放大倍数可实现AGC功能，使输出电压稳定在4.5V~5.5V之间负载能力，提高输出电压幅度。由于宽带放大器普遍存在容易自激及输出噪声过大的缺点，故本系统采用减少耦合电容以避免系统产生的自激振荡的方法。

关键词：AD603, AGC, 增益可调 宽带。

一 方案论证与比较…………………………………………………….4

1.1 增益控制部分 ......................

编号：C甲1033

宽带直流放大器（C题）

参赛学生：耿建培 于安山 胡平 学 校：山东大学 学 院：物理学院

指导老师：陈言俊 秦峰 王延伟 文稿整理教师：陈言俊

宽带直流放大器（C题）

摘要：本系统采用高带宽，可控增益的运算放大器AD603为主要放大模块，AVR单片机ATmega16L

为增益数控模块的控制器，设计出一套高带宽，增益高并可调节的直流放大器。系统硬件主要包括直接耦合多级放大器，噪声抑制电路，手动增益调节电路，数控增益调节电路，零漂抑制电路。数控增益调节电路包括主控制器mega16和D/A转换模块DAC902，本系统可实现对从直流到高频小信号的放大。经测试，信号放大稳定，完成了题目要求的各项指标。

Abstract: In the design of this system, high-bandwidth, gain-controllable op-amp AD603 is chosen as the

main amplifier module, and AVR microcontroller ATmega16L is used to gain control

编号：C甲1033

宽带直流放大器（C题）

参赛学生：耿建培 于安山 胡平 学 校：山东大学 学 院：物理学院

指导老师：陈言俊 秦峰 王延伟 文稿整理教师：陈言俊

宽带直流放大器（C题）

摘要：本系统采用高带宽，可控增益的运算放大器AD603为主要放大模块，AVR单片机ATmega16L

为增益数控模块的控制器，设计出一套高带宽，增益高并可调节的直流放大器。系统硬件主要包括直接耦合多级放大器，噪声抑制电路，手动增益调节电路，数控增益调节电路，零漂抑制电路。数控增益调节电路包括主控制器mega16和D/A转换模块DAC902，本系统可实现对从直流到高频小信号的放大。经测试，信号放大稳定，完成了题目要求的各项指标。

Abstract: In the design of this system, high-bandwidth, gain-controllable op-amp AD603 is chosen as the

main amplifier module, and AVR microcontroller ATmega16L is used to gain control

武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书 1.绪论

1.1自动增益控制简介

使放大电路的增益自动地随信号强度而调整的自动控制方法。实现这种功能的电路简称AGC环。AGC环是闭环电子电路，是一个负反馈系统，它可以分成增益受控放大电路和控制电压形成电路两部分。增益受控放大电路位于正向放大通路，其增益随控制电压而改变。控制电压形成电路的基本部件是AGC 检波器和低通平滑滤波器，有时也包含门电路和直流放大器等部件。放大电路的输出信号u0 经检波并经滤波器滤除低频调制分量和噪声后，产生用以控制增益受控放大器的电压uc 。当输入信号ui增大时，u0和uc亦随之增大。 uc 增大使放大电路的增益下降，从而使输出信号的变化量显著小于输入信号的变化量，达到自动增益控制的目的。放大电路增益的控制方法有：①改变晶体管的直流工作状态，以改变晶体管的电流放大系数β。②在放大器各级间插入电控衰减器。③用电控可变电阻作放大器负载等。AGC电路广泛用于各种接收机、 录音机和测量仪器中，它常被用来使系统的输出电平保持在一定范围内，因 而也称自动电平控制； 用于话音放大器或收音机时，称为自动音量控

2009年全国大学生电子设计竞赛

【

本科组】

宽带直流放大器（C

题）

摘 要：本宽带直放大器使用一片ad8039两级前置放大然后经过由VCA810组

成的程控放大电路经过5M和10M的三阶无源滤波器再通过AD811精密运放和BUF634缓冲电路接负载输出，整个系统由单片机通过键盘控制，可以在手动与步进放大倍数之间调节，也可以通过按键调节5M和10M通道的滤波器，该系统性能指标良好，增益可以在0~66.8dB之间调节，在规定的带宽范围内幅度波动没有超过1dB,完成了题目的要求。

关键词： 前置放大 无源滤波 步进放大

Abstract:The broadband amplifier using a straight ad8039 two levels of

preamplifier and then through a programmable amplifier circuit composed of VCA810 through a 5 m and 10 m of

2009年全国大学生电子设计竞赛

【

本科组】

宽带直流放大器（C

题）

摘 要：本宽带直放大器使用一片ad8039两级前置放大然后经过由VCA810组

成的程控放大电路经过5M和10M的三阶无源滤波器再通过AD811精密运放和BUF634缓冲电路接负载输出，整个系统由单片机通过键盘控制，可以在手动与步进放大倍数之间调节，也可以通过按键调节5M和10M通道的滤波器，该系统性能指标良好，增益可以在0~66.8dB之间调节，在规定的带宽范围内幅度波动没有超过1dB,完成了题目的要求。

关键词： 前置放大 无源滤波 步进放大

Abstract:The broadband amplifier using a straight ad8039 two levels of

preamplifier and then through a programmable amplifier circuit composed of VCA810 through a 5 m and 10 m of

2009年全国大学生电子设计竞赛

【

本科组】

宽带直流放大器（C

题）

摘 要：本宽带直放大器使用一片ad8039两级前置放大然后经过由VCA810组

成的程控放大电路经过5M和10M的三阶无源滤波器再通过AD811精密运放和BUF634缓冲电路接负载输出，整个系统由单片机通过键盘控制，可以在手动与步进放大倍数之间调节，也可以通过按键调节5M和10M通道的滤波器，该系统性能指标良好，增益可以在0~66.8dB之间调节，在规定的带宽范围内幅度波动没有超过1dB,完成了题目的要求。

关键词： 前置放大 无源滤波 步进放大

Abstract:The broadband amplifier using a straight ad8039 two levels of

preamplifier and then through a programmable amplifier circuit composed of VCA810 through a 5 m and 10 m of