一種帶寬直流放大器的設(shè)計

摘要： 設(shè)計了一種由前置放大電路、可預(yù)置增益放大電路、低通濾波電路、后級放大電路、直流穩(wěn)壓電路及單片機(jī)控制電路組成的帶寬直流放大器。其中增益放大電路由兩級可變增益寬帶放大器AD603 組成，增益的預(yù)置由單片機(jī)實現(xiàn)， 濾波器采用二階巴特沃思濾波器， 而后級放大電路可將輸出電壓有效值放大到10 V。整個設(shè)計實現(xiàn)了最大電壓增益AV≥60 dB，并且增益連續(xù)可調(diào)，其制作成本低、電源效率高。

　　帶寬放大器是指工作頻率上限與下限之比遠(yuǎn)大于l 的放大電路。這類電路主要用于放大視頻信號、脈沖信號或射頻信號。本文提出了一種以可變增益放大器VGA AD603 為核心，結(jié)合外圍模擬及數(shù)字電路實現(xiàn)寬帶放大器的設(shè)計方法， 帶寬可達(dá)10 MHz。

　　1 系統(tǒng)整體設(shè)計

　　該系統(tǒng)由前置放大、可預(yù)置增益放大、低通濾波器、后級放大、直流穩(wěn)壓模塊和單片機(jī)控制與顯示模塊六大部分構(gòu)成。具體電路結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)框圖

　　2 方案論證與設(shè)計

　　2.1 可控增益放大器方案選擇

　　方案一：DAC 控制增益。該方案從理論上講， 只要D/A 的速度夠快、精度夠高就可以實現(xiàn)很寬范圍的精密增益調(diào)節(jié)。但是控制的數(shù)字量和最后的增益（dB） 不成線性關(guān)系而是成指數(shù)關(guān)系， 造成增益調(diào)節(jié)不均勻、精度下降， 且其增益動態(tài)范圍有限， 故不采用； 方案二： 使用控制電壓與增益成線性關(guān)系的可編程增益放大器PGA，用控制電壓和增益（dB） 成線性關(guān)系的可變增益放大器來實現(xiàn)增益控制。用電壓控制增益， 便于單片機(jī)控制， 同時可以減少噪聲和干擾。

　　綜合比較， 選用方案二， 采用可變增益放大器AD603作增益控制放大器。