射频易商城_Gain Block_射频宽带放大器设计报告①

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射频易商城_Gain Block_射频宽带放大器设计报告① 第1张

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(1) 压控增益放大电路

方案一: 采用可编程放大器思想, 通过程序调节放大倍数, 使 A/D 转换器满量程信号达到均一化, 大大提高测量精度, 但由于难以满足高频率的指标, 控制的数字量和电压增益不成线性关系, 故不采用此方案。
方案二: 采用程控电位器作为反馈电阻, 由于电压增益的调节范围较大, 需要电阻值的调节量很大, 增加了电路的复杂程度, 易影响分布的电容, 造成电路的不稳定, 故放弃此方案。
方案三: 选用集成压控放大器作为增益控制, 其增益与控制电压成线性关系,通过单片机输出数字信号到 D/A 芯片转换出相应的控制电压, 实现精确的数控,且外围电路简单, 便于调试, 故选用此方案。
(3) 后级放大电路
方案一: 采用晶体管单端推挽放大电路, 通过多级深度负反馈扩展通频带, 级联可用直接耦合方式, 但直接耦合的多级放大电路调试繁琐, 电路不够稳定,且对电源电压的要求较高, 所以放弃此方案。
方案二: 选用多级运放实现放大, 可以输出较高电压, 但由于要与前置放大电路和压控增益放大电路级联, 本身也要级联, 带宽缩减, 波形容易失真并产生自激振荡, 所以放弃此方案。
方案三: 选取单片集成宽带运算放大器。 避免了本身级联使得带宽缩减, 波形不易失真, 且该方案电路较简单, 容易调试, 故采用本方案。

1. 方案描述
系统框图如下图 1 所示, 系统主要由四个模块构成: 前置放大电路、 压控增益放大电路、 后级放大电路、 单片机显示控制模块。 前级放大电路增益为 20dB,由两级 OPA690 组成, 保证输入阻抗匹配。 放大后的信号通过 VCA810 再次进行放大, 其中由单片机对 VCA810 输入-2~0V 的控制电压以涵盖 0~20dB 的增益调节范围。 在压控增益放大电路再接一级后级放大电路, 设置后级放大电路的增益为 20dB, 整个电路就能实现 0~60dB 的增益调节。
图 1 系统框图
二、 理论分析与计算
1. 宽带放大器设计

本系统的宽带放大器主要体现在前置放大电路与后级放大电路, 分别采用OPA690 和 THS3001 两种运放。 OPA690 是宽频带、 低温漂运放; THS3001 是电流反馈运放, 其带宽达到 420MHz, 两者对单位增益稳定都有很大作用。

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工作频率范围:DC~4.00GHz
输出功率:17.5dBm
增益:13.0dB
输入驻波:
电源:5V/71mA

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