可控增益放大器.doc
《可控增益放大器.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《可控增益放大器.doc(46页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、. .摘 要随着时代的开展,科技的进步,微电子技术、计算机网络技术和通信技术等等也在不断地更新换代,可控增益放大器被广泛的应用到各个领域当中。可控增益放大器的核心为可控增益放大电路,人们对其研究也在不断加深,其技术也越来越成熟。放大器是通信系统和其他电子系统中必不可少的一局部,可控增益放大电路模块在很大程度上决定了系统的整体指标。可控增益放大器是放大器的一个分支,它在通信系统中也有着非常重要的作用,于是人们对它的要求也会越来越高。在通信和电子设备中,常常采用放大器实现信号的放大,要求其线性好,具有足够的增益来抑制后级电路的噪声对系统的影响,并且增益最好可调,当输入信号大X围变化时,能自动控制增
2、益,输出稳定的信号,另外输出功率也能到达最大。可控增益放大器,也就是在放大器的根底上加上控制增益局部。在实际电路中,例如带负反应的运放电路,其反应电阻如果设为可调电阻,那么这个放大电路的增益就可以控制了,当然在其中还有许多其他的变化。采用MSP430单片机实现数据采集及控制放大器的放大倍数,通过键盘输入实现输出状态控制、带宽选择以及增益步进控制,晶显示器显示所设置的状态及参数。关键词:放大器,增益,单片机. .word. .ABSTRACTWith the development of The Times,the progress of science and technology,micro
3、electronics technology,puter network technology and munication technology,and so on are also constantly upgrading,controllable gain amplifier is widely applied to various fields.The core of the controllable gain amplifier for controllable gain amplifier circuit,are also deepening the research,its te
4、chnology is being more and more mature.Amplifier is an indispensable part of munication system and other electronic systems,the controllable gain amplifier circuit module to a great extent,determines the overall index of the system.Controllable gain amplifier is a branch of the amplifier,it also has
5、 a very important role in the munication system,so people will more and more high to the requirement of it.In munications and electronics equipment,often signal is realized by using the amplifier amplification,ask its good linear,with sufficient gain to suppress the noise level circuit after the imp
6、act on the system,and gain the best adjustable,when a wide range of input signal changes,can automatic gain control,stable output signal,and output power can achieve maximum.Controllable gain amplifier,that is,on the basis of the amplifier with gain control part.In the actual circuit,operational amp
7、lifier circuit with negative feedback,for example,if the feedback resistance as the adjustable resistance,then the gain of the amplifier circuit can control,in which there are many other changes,of course.Data acquisition and control is realized by using MSP430 single chip microputer,the larger the
8、amplifier amplification by keyboard input output state control,choice of bandwidth and gain step control,crystal display shows and parameters set by the state.Keywords:amplifier;Circuit gain;SCM. .word. .目 录摘要.IABSTRACT.II1前言.11.1课题的背景以及选题的意义.11.2放大器的种类.11.3宽带放大器的简介.21.4设计要求.32设计方案.42.1电路设计的几种方案.42.
9、2系统总体设计.52.2.1前置放大电路.62.2.2末级功率放大电路.72.2.3增益控制模块.93电路硬件设计.113.1电路总体构造.113.2 AD811介绍.113.3 AD603介绍.124系统软件设计.154.1 Protues简介.154.2 CCS介绍.174.3 MSP430f249简介.204.4主程序设计.22结论.23参考文献.24致谢.25附录.26. .word. .1前言1.1课题的背景以及选题的意义近年来,科学技术快速开展,多媒体信息的高速传输也呈现出蓬勃开展的势头。计算机和互联网迅速普及在军事、科研机构、大型企业、跨国公司、电信行业、网络公司以及产品科技含量
10、高的IT产业等等方面。由于放大器是功放电路的重要组成局部,它已成为国内外研究的热点,它的性能也在进一步的提高。到目前为止,国内外研究方向尚处于集成放大器的多级放大器补偿、宽带高速运算放大器等方面。随着技术的成熟,国内外研究将会致力于其他方面。而宽带放大器也越来越广泛的应用在光纤通讯、电子战设备及微波仪表等方面。在电子电路系统中,通常需要放大器具有稳定、宽频带、低噪声、可调增益等特点。因此在这方面的研究也在不断的进展,使放大器越来越符合要求。本设计主要以AD603为核心,研究宽带可控增益放大器的设计。1.2放大器的种类放大器(Amplifier)是将输入信号的电压或者功率放大的装置,即增加信号的
11、幅度或是信号的功率。放大器的组成部件有电子管、晶体管、电源变压器等等。在实际生活的每一个角落中,通讯、播送、雷达、电视、自动控制等各种装置都运用到放大器,用以来处理其输入信号。现实生活中有很多种类型的放大器,按照不同的性质可划分为不同的类别。按照所处理信号物理量划分为机械放大器、机电放大器、电子放大器、气动放大器和液动放大器等,其中使用最广泛的是电子放大器,随着科学技术的开展,液动放大器和气动放大器的应用也会逐渐增多。按照所用有源器件被划分为晶体管放大器、真空管放大器、固体放大器和磁放大器,其中电子放大器中又以晶体管放大器使用最广泛。晶体管放大器常常用于信号的电压放大和电流放大,例如在自动化仪
12、表中,就有单端放大和推挽放大其它形式。除此之外,还有其他的分类。下面是放大器的一些分类: 1有线电视干线放大器2光纤放大器光纤放大器OpticalFiberAmpler,是能够将光学装置的光信号的功率放大的一种光器件,同时还具有高增益、宽带、在线、低噪声、低损耗及其它功能,它通常都由增益介质、泵浦光和输入输出耦合构造三局部组成。根据其在光纤线路中的位置和作用,可以划分为前置放大、中继放大和功率放大三种。3通用型集成运算放大器通用型集成运算放大器设计的目的就是为了使其能在各种电路中都能使用。它的价格低廉,具有相对适中的技术参数,因此通用型集成运算放大器可满足大多数情况下的使用要求,适用于各类电路
13、中。通用型集成运算放大器按增益运算程度分为型、型和型,其中型是低增益运算放大器,型是中增益运算放大器,型是高增益运算放大器。型和型根本上是属于初代的产物,所述输入失调电压通常约为2mV的,开环增益通常都大于80dB。4高精度集成运算放大器高精度集成运算放大器的特征在于温度漂移小、失调电压也很小,但是共模抑制比和增益是十分高的。这类运算放大器的噪声也比拟小。最小的失调电压可小到几微伏。最低的温度漂移会低至几十微伏每摄氏度。5高速型集成运算放大器高速型集成运算放大器具有宽广的频率响应和高转换速率最大可达23kV/S。这种运算放大器一般应用于视频放大器、快速A/D转换器和D/A转换器中。6高输入阻抗
14、运算放大器高输入阻抗集成运算放大器的特性是输入阻抗十分大,输入偏置电流是十分小的。其输入偏置电流约为20fA2010-15A,如此低的输入偏置电流对输入信号源的影响也是极低的,它的输入级往往采用MOS管。7低功耗集成运算放大器低功耗集成运算放大器是通过在IC外部连接上电阻或恒流源就能适当的调整电源电流,同时也就得到各种不同的参数,因此工作时,它的电流非常小,电源电压也很低,整个装置只有几十微瓦的功耗。8宽频带集成运算放大器宽频带集成运算放大器的特征在于它具有宽频带,增益也比拟大。它具有高达千兆赫以上的单位增益带宽。因此经常被用来在宽频带放大电路中。9高压型集成运算放大器高压型集成运算放大器是一
15、种高电压幅度输出的信号放大器。一般情况下,集成运算放大器的电源电压在15V以下,而高压型集成运算放大器与其完全不同,它的供电电压可到达数十伏,最高输出电压的X围为600V或是1200V。10功率型集成运算放大器功率型集成运算放大器是能产生最大功率输出以驱动某一负载的放大器,它的价格相对很高。1.3宽带放大器的简介宽带放大器是指上限工作频率与下限工作频率之比大于1的放大电路,它的英文名称为wide-bandamplifier。有时候,人们也会把相对频带宽度(B/Fs)大于20%30%的放大器也归属于宽带放大器的行列。宽带放大电路主要用于放大视频、脉冲和射频的信号,它也是构成有线电视、无线通信、音
16、响和其它系统的根底的一局部。例如信号的频率X围从几赫或几十赫的低频直到几兆赫或几十兆赫的高频的有线电视图像信号放大的视频放大器,中心频率为几十兆赫或几百兆赫,通带宽度可达中心频率的百分之几十的雷达或通信接收机中的中频放大器,带宽从几十赫到几十千赫的音响设备中的高保真度音频放大器等等。典型宽带放大器电路包含补偿式、参差调谐式、行波式、共基放大式、共射共基式以及电压电流并一串联负反应式等不同种类。不同的电路具有不同的优点和缺点,使用时应根据使用要求采用适合的电路。下面是宽带放大电路的分类:1共射共基式宽带放大电路2共基放大式宽带放大电路3参差调谐式宽带放大电路4行波式宽带放大电路5补偿式宽带放大电
17、路1.4设计要求研究可控增益放大器的实现方案、电路幅员的设计方法;研究430单片机实现采集数据、采集及控制的方法,实现放大器的要求为:(1) 放大器的电压增益 av40db。输入电压有效值 vi20mv。其输入阻抗、输出阻抗均为 50,负载电阻 50,且输出电压有效值 vo2v,波形无明显失真。(2) 在75mhz108mhz 频率X围内增益波动不大于2db。(3) -3db 的通频带不窄于60mhz130mhz。(4) 实现 av 增益步进控制。 增益控制X围为 12db40db,增益控制步长为4db。增益绝对误差不大于 2db。2设计方案2.1电路设计的几种方案AGC系统中的核心电路就是可
18、控增益放大器。在可控增益放大器中,电路的增益随着控制信号的变化而发生改变,从而改变输出信号,到达稳定输出电平的目的。可控增益电路局部通常是与整个接收系统共享的,并不是AGC系统的一个独立局部。如果单级增益的变化X畴不能满足电路需求时,还能够采纳多级增益控制的方法。在现实使用时,有两种控制放大器增益的方法:一种方法是通过改变放大器本身的某些参数,例如发射极电流、负载、电流分配比、恒流源电流以及负反应大小等,从而实现控制其增益的目的;另一种方法是通过插入可控衰减器,通过调整电路XX号的大小,来改变整个放大器的增益。对于可控增益放大器的设置有以下几种方案:1采用场效应管或者三极管来控制电路中的增益。
19、这种方案主要是利用场效应管的可变电阻区或者是将三极管等效为压控电阻,输出信号取自电阻与场效应管与对v的分压。采用此方案能够到达很高的频率,还有很低的噪声,但是电源、温度的漂移将会引起分压比的变化。如果使用这种方案的话,相对来说电路会比拟简单,但是调试起来比拟困难,很难对电路的增益到达准确控制的目的,并使其长时间稳定。方案如以下图2.1所示。 图2.1 利用场效应管设计的增益框图2使用可编程放大器,用高速乘法器型D/A实现电路增益控制的想法。使用此方法的话,信号的输入端是该D/A转换器的VRef端,信号的输出是D/A的输出端。该D/A转换器中,数字量输入端能够控制传输衰减,从而实现增益控制。这种
20、方案简单易行,操作方便。但实验说明:当电路的输入信号是高频信号时,这个系统很容易出现自激现象。也就是所得的增益与控制的数字量成指数关系,而不是成线性关系。从而造成电路中增益调节不均匀,准确度下降。因此也不选择此方案。3用能够压控增益的放大器实现。即使用PGA,它是一款电路增益与控制电压成线性关系的可编程增益放大器,整个方案是电路增益与控制电压成线性关系的可变增益放大器来实现电路中增益的控制。这种方案的优点是,使用时可以用单片机预置增益。方案如以下图2所示。由于要由430单片机实现数据采集及控制放大器的放大倍数的目的,所以采用这种方法,由单片机控制改变放大器本身的某些参数。图2.2 电压控制增益
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 可控 增益 放大器
限制150内