基于MSP430的直流寬帶放大器設(shè)計(jì)

摘要：以壓控增益寬帶放大器VCA810為主，配合低噪聲高速運(yùn)放OPA820ID和高輸出電壓低失真運(yùn)放THS3091D，設(shè)計(jì)并制作一個(gè)基于超低功耗單片機(jī)MSP430F155的5 V單電源供電的寬帶低噪聲放大器。由單片機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)VCA810增益控制及輸出波形幅值顯示。電壓增益為-20～+60 dB可調(diào)，在最大增益下，通頻帶為10 Hz～10 MHz，負(fù)載50 Ω情況下可輸出峰峰值29 V的電壓。為解決寬帶放大器的自激問(wèn)題及減小輸出噪聲，采用了多種形式的抗干擾措施，抑制噪聲，改善放大器的穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞：寬帶放大器；VCA810；MSP430；單電源；峰值檢測(cè)

隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，人們迫切地要求能夠遠(yuǎn)距離隨時(shí)隨地迅速而準(zhǔn)確地傳送多媒體信息。于是，無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，技術(shù)也越來(lái)越成熟。而寬帶放大器是上述通信系統(tǒng)和其他電子系統(tǒng)必不可少的一部分，低噪聲放大電路模塊很大程度上決定了系統(tǒng)的整體指標(biāo)。由此可知，寬帶放大器在通信系統(tǒng)中起到非常重要的作用，于是人們對(duì)它的要求也越來(lái)越高。

1 總體設(shè)計(jì)方案
1．1 寬帶放大器設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)
寬帶放大電路的設(shè)計(jì)中主要考慮增益、通頻帶、動(dòng)態(tài)范圍，穩(wěn)定性等。這里設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)如下：
(1)用5 V單電源供電，輸出為50 Ω阻性負(fù)載；
(2)放大器電壓增益大于等于40 dB(100倍)，并盡量減小帶內(nèi)波動(dòng)；
(3)在最大增益下，放大器下限截止頻率不高于20 Hz，上限截止頻率不低于10 MHz；
(4)在輸出負(fù)載上，放大器最大不失真輸出電壓峰峰值大于等于10 V。放大器輸入為正弦波時(shí)，可測(cè)量并數(shù)字顯示放大器輸出電壓的峰峰值和有效值。
1．2 總體方案描述
系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。系統(tǒng)主要由4個(gè)部分構(gòu)成：前置放大電路、可控增益放大電路、后級(jí)功率放大電路和單片機(jī)顯示控制模塊。第一級(jí)用OPA820ID構(gòu)成的放大電路增益為6 dB，實(shí)現(xiàn)了輸入阻抗匹配；可控增益放大電路由VCA810組成，實(shí)現(xiàn)了-40～+40 dB的動(dòng)態(tài)增益變化；后級(jí)放大電路增益為14 dB；單片機(jī)顯示控制模塊完成對(duì)VCA810的控制以及輸出電壓檢測(cè)功能并用液晶顯示輸出電壓的峰峰值和有效值。