宽带放大器设计说明书

宽带放大器的设计目录摘要................................................1第一章引言.........................................21.1宽带放大器的概述.....................................................................................................................21.2本课题设计的意义.....................................................................................................................3第二章总体设计......................................42.1宽带放大器的主要技术指标.....................................................................................................42.2设计要求....................................................................................................................................42.3方案论证与比较........................................................................................................................52.3.1可控增益放大器............................................................................................................52.3.2后级固定增益放大器....................................................................................................52.4总体设计思路............................................................................................................................62.5AD603芯片简介.........................................................................................................................62.5.1AD603的特性.................................................................................................................62.5.2电气性能........................................................................................................................72.5.3使用注意事项................................................................................................................92.6直流稳压电源............................................................................................................................92.7前级放大器和AGC的设计......................................................................................................102.8后级放大设计...........................................................................................................................13第三章电路安装与调试...............................153.1电路的安装.............................................................................................................................153.2主要测试仪器...........................................................................................................................153.3测试.........................................................................................................................................15总结................................................17参考文献............................................18致谢................................................19附录................................................20摘要本设计部分采用集成电路，具有硬件电路形式简单，调试容易，频带宽，增益高，AGC动态范围宽的特点，且增益可调。本宽带放大器以可编程增益放大器AD603为核心，主要由三个模块电路构成：前级放大电路、后级放大电路、AGC自动增益控制电路。电路由三级放大器组成，前级放大主要是提高输入阻抗，对小信号进行放大；中间级为可变增益放大器，主要作用是实现增益可调及AGC功能。后级放大进一步增加放大倍数，扩大输出电流，提升放大器的带负载能力，提高输出电压幅度。由于宽带放大器普遍存在容易自激及输出噪声过大的缺点，本系统采用多种形式的屏蔽措施减少干扰，抑制噪声，以改善系统性能。关键词：前级放大器，AGC自动增益控制，后级放大器，宽带放大器，AD603第一章引言1.1宽带放大器的概述随着电子技术的发展及其应用的日益广泛，被处理信号的频带越来越宽。例如，在电视接收机中，由于图像信号占有的频率范围为0~6MHz。为了不失真地进行放大，要求放大器的工作频率至少50Hz~5MHz,最好是0~6MHz。再如，在300MHz的宽带示波器中，Y轴放大器需要具有0~300MHz的通频带。放大这类信号的宽带放大器称为视频放大器。在雷达和通信系统中，也需要传输和放大宽频带信号。例如，同时传输一路电视和几百路电话信号的微波多路通信设备，放大器的通频带约需20MHz。若设备的中频选为70MHz，则相对通频带达30%左右，这就需要宽频带的中频放大器。而雷达系统中信号的频带可达几千兆赫。要放大这样的信号，就更需要采用宽带放大器。虽然宽带放大器的下限频率低，但由于其上限频率很高，因此三极管必须采用特征频率飞fT很高的高频管，分析电路时也必须考虑三极管的高频特性。宽带放大器，从技术上讲，比一般低频放大器要求高。这不仅因为它的频带宽，而且还由于它所放大的信号，最终接受的感觉器官往往是眼睛，而不是耳朵。前者比后者敏感得多。所以，在低频放大器中未考虑的一些问题，例如相位失真等，在宽带放大器中就必须予以考虑。不同用途的宽带放大器，其电路形式有所不同，大体上可分为两种情况。放大从零频到高频信号的宽带放大器，一般采用直接耦合的直流放大器；放大从低频到高频信号的宽带放大器，多采用阻容耦合放大器。但不管哪一类宽频带放大器，由于频带宽，负载总是非调谐的。随着社会生产力的发展,人们迫切地要求能够远距离随时随地迅速而准确地传送多媒体信息。于是,无线通信技术得到了迅猛的发展,技术也越来越成熟。而宽带放大器是上述通信系统和其它电子系统必不可少的一部分。由此可知,宽带放大器在通信系统中起到非常重要的作用,于是人们也对它的要求也越来越高。宽带放大器是音响、有线电视、无线通信等系统中必不可少的部分,现在对放大器的发展做一个简要介绍。工作频率上限与下限之比甚大于1的放大电路。习惯上也常把相对频带宽度大于20％～30％的放大器列入此类。这类电路主要用于对视频信号、脉冲信号或射频信号的放大。用于电视图像信号放大的视频放大器是一种典型的基带型宽带放大器,所放大的信号的频率范围可以从几赫或几十赫的低频直到几兆赫或几十兆赫的高频。这类放大器通常以电阻器为放大器的负载,以电容器作级间耦合。为了扩展带宽，除了使其增益较低以外,通常还需要采用高频和低频补偿措施，以使放大器的增益-频率特性曲线的平坦部分向两端延展。可以归入宽带放大器的还有用于时分多路通信、示波器、数字电路等方面的基带放大器或脉冲放大器（带宽从几赫到几十或几百兆赫）,用于测量仪器的直流放大器（带宽从直流到几千赫或更高）,以及音响设备中的高保真度音频放大器（带宽从几十赫到几十千赫）等。用于射频信号放大的宽带放大器（大多属于带通型）,如雷达或通信接收机中的中频放大器,其中心频率为几十兆赫或几百兆赫，通带宽带可达中心频率的百分之几十。随着社会生产力的发展,人们迫切地要求能够远距离随时随地迅速而准确地传送多媒体信息。于是,无线通信技术得到了迅猛的发展,技术也越来越成熟。而宽带放大器是上述通信系统和其它电子系统必不可少的一部分。由此可知,宽带放大器在通信系统中起到非常重要的作用,于是人们也对它的要求也越来越高。宽带放大器是音响、有线电视、无线通信等系统中必不可少的部分。1.2本课题设计的意义根据题目对放大电路增益可控的要求,考虑直接选可调增益的运放实现,所以增益控制部分选定采用可控增益放大器AD603,AD603为单通道、低噪声、增益变化范围线性连续可调的可控增益放大器，它的显著的特点是增益可变,并且增益变化的范围也可变,不同的频带宽度决定不同的增益变化的范围。频带宽度是由管脚的不同连接决定的,本设计使用带宽为6MHZ。为了实现10dB至40dB增益调节范围的要求,分别采用了两级AD603级联的方法，作为前级放大的主体部分,可以分别实现对正弦信号的放大和衰减。本设计实现增益控制的原理是根据AD603的放大原理公式计算出实现指标增益所需要的反馈电阻值,使用10K继电器选择相应电阻实现增益.在完成增益指标和自制稳压电源的同时,也考虑了实际使用效果,增加了射极跟随器来提高放大器带负载的能力。根据最后对做出的实物进行调试,本设计充分完成了设计要求,满足通频带指标的同时,实现了增益可调。本课题的设计扩展了宽带放大器的在技术领域的用途，提高了利用率，满足了技术要求。提高了技术水平，对我们的技术水平起到了一定的推进作用。第二章总体设计2.1宽带放大器的主要技术指标宽带放大器的主要技术指标有以下四项。（1）通频带