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首页 > 学术期刊 > 可变增益放大器的设计毕业论文

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小小的飞帆

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以基于VCA822的可编程增益放大器为例,其设计及工作原理如下:设计一个通过键盘设置增益,且具有AGC功能的宽带放大器。放大器输入端采用同相放大电路进行阻抗匹配,使输入电阻达到MΩ数量级。该系统设计分为宽带放大、峰值采样、人机交互等3个模块。宽带放大模块中电压增益可预置的功能是由VCA822实现。VCA822一款直流耦合型宽频带压控增益放大器,最大工作频带宽度可达150 MHz。放大器增益由控制电压和外围电阻阻值共同决定。控制电压的输出是由单片机运算并控制D/A转换器而输出的,因而能够实现较精确的数控。另外,放大器后级接入两档信号处理电路,一档增益0 dB,另一档为衰减档,通过一个控制端口,实现信号在这两档位之间选择。这种方法的优点在于条理清晰,控制方便,易于单片机处理。针对峰值采样,采用数字检波,即通过高速A/D转换器对输出的正弦信号进行采样,判断一定时间内采集到的数字信号的最大值,该最大值即为该信号的峰值。而这种通用数字峰值检波电路仅能在低频段效果良好,针对系统设计要求中的高频信号,以及某些特定频率信号,将产生一定误差。采用双频数字峰检对信号进行采样,这种方案可有效避免产生误差。在上述两模块的基础上实现AGC的功能。峰值检波测得的电压值反馈回单片机,单片机对宽带放大电路实现放大精确控制。通过这种方式可将输出信号的峰值稳定在4.8 V左右 。

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小乖candy

电子设计大赛报告论文

随着人们自身素质提升,报告的使用成为日常生活的常态,多数报告都是在事情做完或发生后撰写的。我们应当如何写报告呢?下面是我为大家收集的电子设计大赛报告论文,欢迎大家分享。

摘要: 突出重点。电路主要由哪几部分构成,针对某一技术难题,本组的解决方案。最后总结本设计的总体特点(稳定性、可控性、带宽....),完成/基本完成了全部基本功能及扩展功能。本作品基于压控对数放大器设计,由前级放大模块、增益控制模块、......

关键词: 比较器正弦波—方波转换电路……

一、总体方案设计

列些出设计功能,具体指标。

设计并制作一个宽带直流放大器及所用的直流稳压电源

(1)电压增益AV≥40dB,输入电压有效值Vi≤20mV。AV可在0~40dB范围内手动连续调节。

(2)最大输出电压正弦波有效值Vo≥2V,输出信号波形无明显失真。

(3)3dB通频带0~5MHz;在0~4MHz通频带内增益起伏≤1dB。

(4)放大器的输入电阻≥50,负载电阻(50±2)。

(5)设计并制作满足放大器要求所用的直流稳压电源。

根据要求,总体电路可由三个模块构成:1.模块一名称;2.模块二名称;3.模块三名称。具体说明每一模块的功能。

二、方案比较/论证(针对框图中的每一模块的内容进行方案比较)

2.1模块一名称

方案一:……

方案二:……

方案三:……

总体讨论上述方案的利弊,做出本设计的选择。

2.2模块二名称

方案一:……

方案二:……

方案三:……

总体讨论上述方案的利弊,做出本设计的选择。

2.3模块三名称

方案一:……

方案二:……

方案三:……

总体讨论上述方案的利弊,做出本设计的选择。

2.1可控增益放大器

方案一: 采用场效应管或三极管控制增益。主要利用场效应管的可变电阻区(或三极管等效为压控电阻)实现增益控制,本方案由于采用大量分立元件,电路复杂,稳定性差。

方案二: 为了易于实现最大60dB增益的调节,可以采用高速乘法器型D/A实现,比如AD7420。利用D/A转换器的`VRef作信号的输入端,D/A的输出端做输出。用D/A转换器的数字量输入端控制传输衰减实现增益控制。此方案简单易行,精确度高,但经实验知:转化非线性误差大,带宽只有几kHz,而且当信号频率较高时,系统容易发生自激,因此未选此方案。

方案三: 根据题目对放大电路增益可控的要求,考虑直接选取可调增益的运放实现(如运放VCA810)。其特点是以dB为单位进行调节,可调增益±40dB,可以用单片机方便地预置增益。

方案三电路集成度高、条理较清晰、控制方便、易于数字化用单片机处理。所以本系统采用方案三。

三、理论分析及参数计算

根据设计要求,针对上述所选方案,进行理论分析及整体电路主要外围元器件参数计算。

3.1带宽增益积

带宽增益积(GBP)是这是用来简单衡量放大器的性能的一个参数,这个参数表示增益和带宽的乘积。按照放大器的定义,这个乘积是一定的。题目中要求放大器最大电压增益AV≥60dB,即Gain≥1000V/V。

放大器的通频带0~10MHz,所以本放大器的带宽增益积为GBP=1000*10M=10G

单个放大器是很难达到10G的GBP,所以我们考虑多级放大器级联。

经过查阅手册,OPA691的GBP为450M,级联上后级的VCA810和THS3120,足以达到题目要求。

四、单元模块设计

4.1模块一电路:

根据理论分析结果设计电路,进行器件选择,(接口电路的连接),对所选电阻、电容、运放等的参数大小进行分析计算,描述模块中信号的流向、变化,画出具体电路图。

4.2模块二电路:

.......

4.3模块三电路:

.......

4.1压控增益电路

可控增益调节部分我们使用压控增益放大器VCA810,VCA810在宽频带工作模式下,增益控制范围为-40dB~+40dB,且控制电压与增益dB数成线性关系,满足设计要求。其中1脚为了匹配输入阻抗并接了50

的电阻,8脚接25的偏置电阻,其中5脚接500的负载电阻.......如图2所示。

五、系统测试及数据分析

5.1测试方法

5.1测试方法

(1)用示波器和信号发生器手动扫描测带宽。

(2)用串入电阻法测输入电阻10MHz带宽测试结果:

打开带宽控制开关选择不同带宽进行设置增益40dB,Vinp-p=3mV,观察示波器测试信号源的频率及步进,并记录电压峰值。

5.2测试仪器

5.2测试仪器

(1)泰克TDS100260M数字示波器

(2)RIGOLDS102220M信号源

5.3测试数据(根据要求列出各个表格,列出实际测量实际值及理论值,最好能进行多次测量,保证数据的确切性,不是偶然的。)

5.4数据分析(根据5.3的各表格,分析电路指标是否达到题目要求)

由表1可以看出放大器在预置带宽为5M的时候,0~4M通频带内很平坦,最大起伏出现在3M、增益40dB的时候,放大dB数为,,完全符合题目要求中通频带内增益起伏≤1D的指标。

由表2可知,系统可以实现电压预置并可以实现5dB的步进,而且可以输出9V左右的有效值。

六、结论

总结达到那些指标:

总结未达到那些指标,分析可能原因。

6.1作品达到了题目所有基本和部分扩展功能及指标的要求:

(1)最大电压增益Av≥60dB,输入电压有效值Vi≤10mV。

(2)在Av=40dB时,输出端噪声电压的峰-峰值VONPP≤0.03V。

(3)最大输出电压正弦波有效值Vo≥5V,输出信号波形无明显失真。

(4)电压增益Av可预置并显示,预置范围为0~60dB,步距为5dB并且可以手动连续调节);放大器的带宽可预置并显示(5MHz、10MHz两点)。在通频带内增益起伏≤1dB。

(5)通过制作开关电源来提高电源效率。

(6)本设计多使用集成芯片,以较低的成本实现了题目要求。

6.2存在问题及改进措施:

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