程控增益放大器AD603資料

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選用方案三，采用集成可變?cè)鲆娣糯笃鰽D603作增益控制。AD603是一款低噪聲、縝密控制的可變?cè)鲆娣糯笃鳎瑴囟确€(wěn)定性高，最大增益誤差為0.5dB，滿足題目要求的精度，其增益（dB）與控制電壓（V）成線性關(guān)系，因此可以很便利地使用D/A輸出電壓控制放大器的增益。

1.3后級(jí)放大電路由于AD603的最大輸出電壓較小，不能滿足題目要求，所以前級(jí)放大信號(hào)需經(jīng)過(guò)后級(jí)功率放大達(dá)到更高的輸出有效值。方案一:使用集成電路芯片。使用集成電路芯片電路簡(jiǎn)單、使用便利、性能穩(wěn)定、有詳細(xì)的文檔說(shuō)明。可是題目要求輸出10V以上有效值,而在電子市場(chǎng)很難買(mǎi)到這樣的芯片,而且很簡(jiǎn)單發(fā)生工作不穩(wěn)定的狀況。方案二:使用分立元件設(shè)計(jì)后級(jí)放大器。使用分立元件設(shè)計(jì)困難,調(diào)試繁瑣,可是卻可以經(jīng)過(guò)計(jì)算得到最適合的輸入輸出阻抗、放大倍數(shù)等參數(shù),電阻電容可根據(jù)需要更換,在此時(shí)看來(lái)較集成電路靈活。因此,我們決定自行設(shè)計(jì)后級(jí)放大器。

2.1電壓控制增益的原理AD603的基本增益可以用下式算出：Gain(dB)=40VG+10其中，VG是差分輸入電壓,單位是V，Gain是AD603的基本增益,單位是dB。此后式可以看出，以dB作單位的對(duì)數(shù)增益和電壓之間是線性的關(guān)系。由此可以得出，只要單片機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單的線性計(jì)算就可以控制對(duì)數(shù)增益，增益步進(jìn)可以很確鑿的實(shí)現(xiàn)。但若要用放大倍數(shù)來(lái)表示增益的話，則需將放大倍數(shù)經(jīng)過(guò)繁雜的對(duì)數(shù)運(yùn)算轉(zhuǎn)化為以dB為單位后再去控制AD603的增益，這樣在計(jì)算過(guò)程中就引入了較大的運(yùn)算誤差。3.1.1輸入緩沖和增益控制部分如附圖1所示，輸入部分先用電阻分壓衰減，再由低失真度電流反饋放大器AD8009放大，整體上還是一個(gè)跟隨器，二極管可以保護(hù)輸入到AD8009的電壓峰峰值的不超過(guò)其極限。增益控制部分采用AD603典型接法中通頻帶最寬的一種，如圖3-1所示，通頻帶為90MHz，增益為-10～+30dB,輸入控制電壓U的范圍為-0.5～+0.5V。增益和控制電壓的關(guān)系為AGdB?40?U?10一級(jí)的控制范圍只有40dB，使用兩級(jí)串聯(lián)，增益為

AG(dB)?40?U1?40?U2?20

增益范圍是－20dB～+60dB，滿足題目要求。由于兩級(jí)放大電路幅頻響應(yīng)曲線一致，所以當(dāng)兩級(jí)AD603串聯(lián)后，帶寬會(huì)有所下降，串聯(lián)前各級(jí)帶寬為90MHz左右，兩級(jí)放大電路串聯(lián)后總的3dB帶寬對(duì)應(yīng)著單級(jí)放大電路1.5dB帶寬，根據(jù)幅頻響應(yīng)曲線可得出級(jí)聯(lián)后的總帶寬為60MHz.

。圖3-1AD603接成90MHz帶寬的典型方法

3.1.2功率放大部分電路如附圖2所示，參考音頻放大器中驅(qū)動(dòng)級(jí)電路，考慮到負(fù)載電阻為（50±2）?，輸出有效值大于10V，而AD603輸出最大有效值在2V左右，應(yīng)選用兩級(jí)三第５頁(yè)2N3904和2N3906三極管（特征頻率Tf＝250～300MHz）可達(dá)到25MHz的帶寬。整

個(gè)電路沒(méi)有使用頻率補(bǔ)償，可對(duì)DC到20MHz的信號(hào)進(jìn)行線性放大，在20MHz以下增益十分平穩(wěn)，為穩(wěn)定直流特性。

本電路放大倍數(shù)為：AG≈1＋R10/R9整個(gè)功放電路電壓放大約10倍。通過(guò)調(diào)理R10來(lái)調(diào)理增益，根據(jù)電源電壓調(diào)理R7可調(diào)理工作點(diǎn)。極管進(jìn)行直流耦合和發(fā)射結(jié)直流負(fù)反饋來(lái)構(gòu)建末級(jí)功率放大，第一級(jí)進(jìn)行電壓放大，整個(gè)功放電路的電壓增益在這一級(jí)，其次級(jí)進(jìn)行電壓合成和電流放大，將第一級(jí)輸出的雙端信號(hào)變成單端信號(hào)，同時(shí)提高帶負(fù)載的能力。選用NSC的2N3904和2N3906三極管（特征頻率Tf＝250～300MHz）可達(dá)到25MHz的帶寬。整個(gè)電路沒(méi)有使用頻率補(bǔ)償，可對(duì)DC到20MHz的信號(hào)進(jìn)行線性放大，在20MHz以下增益十分平穩(wěn)，為穩(wěn)定直流特性。本