5V單電源供電的低噪聲寬帶放大器
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
3．3 A／D采樣模塊
ADS803是12位并口高速流水型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采樣率為5Ms／s。輸入電壓范圍為0～+2V，0～+5V，內(nèi)置寬帶采樣保持器，電壓基準(zhǔn)源，具有很高的SNR和SFDR。CM輸出25 V電壓提供給VREF，SEL接地，使輸入范圍為0～+5 V。由于輸出數(shù)據(jù)線上存在尖峰干擾脈沖，故在輸出端串聯(lián)一個(gè)100 Ω的小電阻，以降低信號(hào)上下沿的跳變速度。同時(shí)，在時(shí)鐘輸入端與地間接入1個(gè)容量為100 pF的小電容，以吸收尖峰干擾脈沖。電路連接應(yīng)注意數(shù)字地與模擬地的連接。電路圖如圖4所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/178798.htm
3．4 末級(jí)功率放大電路設(shè)計(jì)
采用THS3091ID做末級(jí)放大電路，THS3091是一款高輸出，低失真，電流反饋型放大器。當(dāng)負(fù)載為100Ω，增益為2時(shí)，帶寬為210 MHz。為了達(dá)到增益要求，用3片THS3091ID并聯(lián)放大，具體電路如圖5所示。
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)部分基于MSP430F449單片機(jī)處理平臺(tái)，主要完成數(shù)字峰值檢測(cè)功能。通過(guò)定時(shí)器A和定時(shí)器B產(chǎn)生兩種采樣頻率交替采樣，得到最大值和最小值，其差值為峰峰值。流程圖如圖6所示。
5 測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果
1)最大增益測(cè)試 用Agilent信號(hào)源給出峰峰值500 mV的正弦掃頻信號(hào)，經(jīng)準(zhǔn)確的分壓電路后峰峰值為30 mV。用示波器讀取輸出信號(hào)在整個(gè)掃頻范圍內(nèi)的電壓峰峰值為4．23 V，最大增益43 dB。
2)噪聲測(cè)試 將輸入端接地，用示波器讀取輸出端噪聲電壓，測(cè)得最大峰峰值為200 mV。
3)通頻帶測(cè)試 在信號(hào)經(jīng)分壓網(wǎng)絡(luò)后峰峰值30 mV的情況下，改變輸入信號(hào)頻率，測(cè)得輸出信號(hào)峰峰值在10 Hz和15 MHz處衰減為-3 dB。在20 Hz～10 MHz的頻率范圍內(nèi)保持最大增益43 dB，且增益起伏小于1 dB。
4)峰值檢波測(cè)試 在通頻帶范圍內(nèi)改變輸入信號(hào)頻率，分別用示波器讀輸出信號(hào)峰峰值，與MSP430系統(tǒng)板上液晶顯示的數(shù)據(jù)相比較，算得測(cè)量相對(duì)誤差小于5％。
6 結(jié)束語(yǔ)
本系統(tǒng)在單電源供電的前提下，較好地完成了低噪聲寬帶放大的功能。其中最大增益43dB，通頻帶10Hz～15MHz，噪聲小于200mV。測(cè)量放大器輸出電壓的峰峰值的相對(duì)誤差小于5％。
系統(tǒng)誤差來(lái)源于DC—DC芯片對(duì)電源的影響，THS3091在大電流下溫度變化引起的系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，以及A／D采樣的量化誤差。為此，系統(tǒng)采取了一系列抗干擾措施抑制自激和減小噪聲，輸入級(jí)和功率輸出級(jí)采用隔離供電，電源部分輸入和輸出端都采取了一些濾波措施，以減小它對(duì)前后級(jí)電路的影響。系統(tǒng)后級(jí)電路工作電流較大，容易發(fā)熱，采用風(fēng)扇散熱的方法來(lái)減小溫度變化對(duì)系統(tǒng)工作的影響。
評(píng)論