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1、Comment txq1: 不写Comment txq2: 字数太少 本系统以.为控制平台/核心Comment txq3: 太模糊Comment txq4: 不要阐述原因，电 路的选择放在电路里Comment txq5: 关键字一定要出现 在摘要里Comment txq6: 显得重复Comment txq7: 全文格式一致Comment txq8: 删除Comment txq9: 太口语化Comment txq10: Comment txq11: 是理论分析，不是 方案选择Comment txq12: 该有的缩进得有 全文调整Comment txq13: 注意详略 未采用方案最多两行Comme
2、nt txq14: 两级级联的方式1宽带放大器宽带放大器李李濛濛 陈亚军陈亚军 黄夙寒黄夙寒摘要：摘要： 本系统以 5V 单电源供电为基本，结合前级放大、功率放大、峰值检波和相应的单片机控制模块，实现的宽带放大器。前级放大和末级的功率放大将 电压增益放大了 100 倍以上，实现了最大增益下，放大器的频率在 10HZ10MHZ 的范围，为此，在滤波部分采用了椭圆滤波的方式。系统采用便 携式单片机控制液晶显示输出，人机交互灵活，界面友好，操作简单。 关键词关键词：宽带放大器；单电源供电；功率放大；峰值检波； 一、方案论证与选择一、方案论证与选择1题目任务要求及相关指标的分析 题目要求制作一个宽带放
3、大器，根据给出的各项指标，可知本系统的难点 为： (1)5V 单电源供电的宽带低噪声放大器，输出为 50 阻性负载； (2)放大器电压增益40dB(100 倍)，并尽量减小带内波动； (3)在输出负载上，放大器最大不失真输出电压峰峰值10V。 2方案的比较与选择 (1)前级增益控制部分 选用 OPA820 作为第一级放大。OPA820 一是用来进行 6 倍放大的，二是进 行阻抗匹配（要求输入电阻 50 欧） ，三是扩展通频带。其低噪减小了输入产生 的干扰。 第二级选用低噪声高速运放 OPA690 作为第二级放大，主要将放大倍数增 加到 54 倍，以减少后级放大的压力，所以这一级经综合考虑放大
4、9 倍。 (2)功率放大部分 方案一：采用三极管等分立器件实现。该方法可以较为准确地调节放大倍 数、输入输出阻抗等参数，但实际的调试过程比较复杂，而且由于分立元件布 参数较大，会引入较大噪声和干扰。 方案二：采用三个THS3091 并联。该方法不但可以调整前级产生的偏置电压， 还能将放大倍数达到所需的 6 倍，由于将直流隔去，所以不会产生过大的噪声 干扰。故选择方案二 (3)峰值检波部分 方案一：采用真有效值检测芯片实现，如 ADI 公司生产的 AD637。这种方案电 路实现简单，精度较高，但带宽较低，一般只有 1MHz 左右。 方案二：搭建峰值检波电路实现。此方案利用二极管和射级跟随器实现，
5、电路 比 较简单，且带宽较高。 考虑到题目要求的带宽为 10MHz，本系统采用方案二。二、系统总体设计方案及实现方框图二、系统总体设计方案及实现方框图整个系统主要由前级放大、功率放大和峰值检测三个部分组成。其中，前级放 大采用了两级放大的思想，由 OPA820 结合 OPA690 来实现。功率放大采用三Comment txq15: 方案论证中交代Comment txq16: 射级跟随器Comment txq17: 如图。 。 。 。Comment txq18: 再详细些Comment txq19: 删除Comment txq20: 用复制粘贴的方式 图序号2个THS3091 并联实现，峰值检测
6、采用二极管和射随器构成的峰值检波电路实现。总体框图如下：第一 级放 大第二 级放 大滤波 网络功率 放大5v供电前级放大DC-DC 15 v 供 电MCU单片机LCD显示AD采集单片机控制负载峰值 检波图 1 总体框图三三、理论分析和计算、理论分析和计算大部分运算放大器要求双电源(正负电源)供电，只有少部分运算放大器可 以在单电源供电状态下工作，如 LM358(双运放)、LM324(四运放)、CA3140(单 运放)等。需要说明的是，单电源供电的运算放大器不仅可以在单电源条件下工 作，也可在双电源供电状态下工作。 在一些交流信号放大电路中，也可以采用电源偏置电路，将静态直流输出 电压降为电源电
7、压的一半，采用单电源工作，但输入和输出信号都需要加交流 耦合电容，利用单电源供电的反相放大器如图所示。Comment txq21: 用公式编辑器写Comment txq22: 格式全文前后一致Comment txq23: 太口语化Comment txq24: 写清楚怎么处理， 需要电路说明Comment txq25: 如图。 。 。3该电路的增益 AvfRFR1。R2R3 时，静态直流电压 耦合电容 Cl 和 C2 的值由所需的低频响应和电路的输入阻抗(对()1/ 2occV DCV于 C1)或负载(对于 C2)来确定。Cl 及 C2 可由下式来确定： C110002foRl(F)；C2100
8、02foRL(F)，式中，fo 是所要求最低输入 频率。若 R1、RL 单位用 k，fO用 Hz，则求得的 C1、C2 单位为 F。一般来 说，R2R32RF。如图是一种单电源加法运算放大器。该电路输出电压 Vo一 RF(V1Rl 十 V2R2 十 V3R3)，若 R1R2R3RF，则 Vo一(V1 十 V2 十 V3)。 需要说明的是,采用单电源供电是要付出一定代价的。它是个甲类放大器，在无 信号输入时，损耗较大。四、主要功能模块设计四、主要功能模块设计1、单电源供电 (1)为了隔离直流成分，所以添加耦合电容; (2) 如果所输入的信号有正有负，那么就只有正半周会被放大，因为你是单电源 供电
9、。想要正负半周都放大，你就需要给输入信号一个偏置电压，把信号抬高， 让正负半周都在 0V 以上，然后就可以放大了，输出添加耦合电容就可以滤除 直流偏置电压了，仅得到放大后的交流信号。另外，信号放大的幅度不会超过 电源电压的幅度。 2、固定增益前级放大 该电路由两级放大电路实现，OPA820 和 OPA690。OPA820 为低噪声宽带电压 反馈运算放大器，专门适用于基于集成器的电路应用，所以在第一级放大选用， 可尽量减小信号与外界产生的噪声，同时电压增益放大 8 倍；OPA690 的低噪 声，以及一定宽度的带宽增益积，在第二级放大了 8 倍。具体电路如下：43、末级功率放大电路 后级功率放大部
10、分采用电流反馈型运放 THS3091 实现，其最大输出电流为 1751mA。信号经过滤波器以后进入功率放大模块。功率放大采用三级 THS3091 并联的形式以增强运放的驱动负载的能力。具体电路如图所示：三级 运放尽量做到对称，输出端都串联 5的小电阻，起动均衡运放输出电流的作用。Comment txq26: Comment txq27: 太少Comment txq28: 非测试仪器Comment txq29: 提高驱动能力Comment txq30: 换一下54、峰值检波电路 峰值检测电路由二极管电路和电容电阻组成，当电容放电速度大于充电速度 时，其两端的电压可以保持在最大电压处从而实现峰值检
11、波。图中二极管 D2 用于钳位，以抬升输出电压值。后级以低噪运放 OP07 作射随，减小干扰，提 高测量精度。200R15D11N60D2 1N6010KR170.1uFC524KR1622KR18234671OP074.7uFC72.2uFC6INOUT五、五、系统测试与分析系统测试与分析1、使用仪器及型号、使用仪器及型号 泰克 TDS1002 双踪示波器；E51/S 伟福仿真；SG1040 40MHz 信号源。 2、测试方案、结果及分析、测试方案、结果及分析 (1)功率放大器 用 SG1040 信号源给出有效值 1V 的正弦扫频信号，经分级功率放大后，观察每 级示波器所示的品均值是否一样，
12、后三级并联再加上 51 的负载，再进行测试。 用示波器观察信号幅度在整个扫频范围内电压，结果见表： 第一级第二级第三级三级并联 输入幅度/V1.01.01.01.0 平均值/V7.587.577.577.14 频率/Hz由表中所示数据可知，电路三级分别测所得的平均值几乎相同，由此分析信号 输入后，电流、电压均分在三级上，对负载造成负担。 六、总结六、总结 本系统以单片机为控制基础，5V 单电源供电为主，基于低噪声和利于阻抗匹配 的带宽放大器 OPA820 和低噪声高速运放 OPA690，完成了前级 50 倍的放大。 末级使用宽带电流运放 THS3091 放大，THS3091 输出作为末级输出，驱动 51 负载。 采用二极管和电容搭建峰值检波电路，实现宽带检波，误差不大于 5%。 但也不是所有指标都令人满意，有的是本身实现就很难，有的则受到时间 的限制。如果时间允许，指标应该可达到更高。Comment txq31: 参考文献放在正文 里6附附 录录 参考文献： 【1】李朝青（编著）.单片机原理及接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，1998.11 【2】
