程控增益低噪聲寬帶直流放大器的設(shè)計(jì)

3 改善放大器性能的措施
3．1 增益起伏控制
由于AGC對(duì)不同頻率輸入信號(hào)的增益不完全相同，所以會(huì)造成增益譜不平坦，即有增益起伏。該設(shè)計(jì)選用的AD603其內(nèi)部含有負(fù)反饋，可以較好地控制增益起伏。另外，在放大器的輸出端對(duì)地接耦合小電容47 pF和2μH電感等措施進(jìn)行補(bǔ)償，從而將增益起伏控制在1 dB以下。
3．2 線性相位
由于系統(tǒng)對(duì)不同頻率的信號(hào)響應(yīng)產(chǎn)生的延時(shí)有可能不同，所以會(huì)產(chǎn)生相移(落后或超前)。要使所有頻率的輸入具有相同的相位，則需設(shè)計(jì)線性相位濾波器，通常采用FIR濾波器，也可以采用模擬的方法。該設(shè)計(jì)采用電壓并聯(lián)負(fù)反饋，較好地抑制了相位漂移。
3．3 抑制直流零點(diǎn)漂移
零點(diǎn)漂移是指輸入為零時(shí)輸出端仍有緩慢變換的輸出電壓的現(xiàn)象，實(shí)際中常采用補(bǔ)償?shù)姆椒▉硪种屏泓c(diǎn)漂移。多級(jí)級(jí)聯(lián)時(shí)，為防止溫漂逐級(jí)遞增，必須采用阻容耦合或變壓器耦合。在此設(shè)計(jì)中，在放大器之前設(shè)計(jì)了一個(gè)輸入緩沖級(jí)，采用低溫漂的運(yùn)算放大器TL4031，對(duì)輸入的小信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯?，使輸入信?hào)遠(yuǎn)大于溫漂，這樣溫漂的影響便可忽略。同時(shí)，在功率放大器輸入端設(shè)置了調(diào)零功能。
3．4 放大器的穩(wěn)定性
由于晶體管有反向傳輸導(dǎo)納存在，會(huì)產(chǎn)生自激，影響放大器的穩(wěn)定性。為了提高運(yùn)放的穩(wěn)定性，可以從電路上設(shè)法消除晶體管的反向作用，采用失配法使其單向化。由于高頻信號(hào)通過兩級(jí)級(jí)聯(lián)的AD603很容易產(chǎn)生自激，因此采取了2種抑制自激的方法：
(1)在可控增益放大器的控制端加電感以及在其輸出端加濾波電路來濾除高頻噪聲；
(2)在功率放大器的反饋端加一小電容以防止輸出的高頻大信號(hào)耦合到輸入端；

4 結(jié)語
該系統(tǒng)基于低噪聲增益可程控集成運(yùn)算放大器AD603和高頻三極管2N2219和2N2905等器件設(shè)計(jì)的寬帶直流放大器具有低噪聲、高增益、增益可程控(從0～53 dB)、輸出電壓幅度在50 Ω負(fù)載上最大可達(dá)10 V、帶寬最大為8 MHz、帶寬可選擇等眾多優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際運(yùn)用過程中證明該放大器在自動(dòng)化要求較高的系統(tǒng)中具有很好的應(yīng)用。