程控增益低噪声宽带直流放大器的设计

时间:2012-05-31来源:网络

2.5 程序控制模块
该设计的系统控制核心采用STC89F52单片机,内部资源丰富。用单片机实现人机交互和外围控制,分别对单片机和液晶初始化,并根据预置增益值进行一定的运算,驱动D/A产生所需的控制电压。程序控制流程如图5所示。

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3 改善放大器性能的措施
3.1 增益起伏控制
由于AGC对不同频率输入信号的增益不完全相同,所以会造成增益谱不平坦,即有增益起伏。该设计选用的AD603其内部含有负反馈,可以较好地控制增益起伏。另外,在放大器的输出端对地接耦合小电容47 pF和2μH电感等措施进行补偿,从而将增益起伏控制在1 dB以下。
3.2 线性相位
由于系统对不同频率的信号响应产生的延时有可能不同,所以会产生相移(落后或超前)。要使所有频率的输入具有相同的相位,则需设计线性相位滤波器,通常采用FIR滤波器,也可以采用模拟的方法。该设计采用电压并联负反馈,较好地抑制了相位漂移。
3.3 抑制直流零点漂移
零点漂移是指输入为零时输出端仍有缓慢变换的输出电压的现象,实际中常采用补偿的方法来抑制零点漂移。多级级联时,为防止温漂逐级递增,必须采用阻容耦合或变压器耦合。在此设计中,在放大器之前设计了一个输入缓冲级,采用低温漂的运算放大器TL4031,对输入的小信号进行适当的放大,使输入信号远大于温漂,这样温漂的影响便可忽略。同时,在功率放大器输入端设置了调零功能。
3.4 放大器的稳定性
由于晶体管有反向传输导纳存在,会产生自激,影响放大器的稳定性。为了提高运放的稳定性,可以从电路上设法消除晶体管的反向作用,采用失配法使其单向化。由于高频信号通过两级级联的AD603很容易产生自激,因此采取了2种抑制自激的方法:
(1)在可控增益放大器的控制端加电感以及在其输出端加滤波电路来滤除高频噪声;
(2)在功率放大器的反馈端加一小电容以防止输出的高频大信号耦合到输入端;

4 结语
该系统基于低噪声增益可程控集成运算放大器AD603和高频三极管2N2219和2N2905等器件设计的宽带直流放大器具有低噪声、高增益、增益可程控(从0~53 dB)、输出电压幅度在50 Ω负载上最大可达10 V、带宽最大为8 MHz、带宽可选择等众多优点。在实际运用过程中证明该放大器在自动化要求较高的系统中具有很好的应用。

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关键词: 程控 增益 低噪声 宽带

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