宽带直流放大器系统设计规范_宽带直流放大器系统设计

摘要：设计了一种增益连续可调的宽带直流放大器。通过AT89S52控制数模转换器TLV5638来改变可变增益放大器AD8336的增益，实现连续增益改变、预设增益和显示的功能。该宽带直流放大器的电压增益在0 dB~ 60 dB范围内连续可调，3 dB通带为0~ 10MH z，其中增益在0 ~ 9MH z通带内波动1 dB，最大输出电压正弦波有效值Vo 10 V无明显失真。

在实际电路中，一般用放大器来放大信号，要求线性度好，有足够的增益来抑制后级电路的噪声对系统的影响，并且增益连续可调。当输入信号范围较大时，可以自动控制增益，输出稳定的信号。综合考虑以上几个方面，提出了实现方案和具体电路，最后给出了仿真测试结果。

1总体系统设计方案

该系统分为两部分：信号处理和控制电路。信号处理电路主要由跟随模块、可变增益放大电路和功率放大电路组成。前置放大模块采用超高速运算放大器THS3001。可变增益放大器采用AD8336，在60dB增益范围内提供100 MH z带宽，易于DAC控制。输出部分采用分立高频元件组成功率放大网络，可以调节输出阻抗，提高负载能力；系统由AT89S52控制，通过DAC输出键盘和ALPS旋钮的输入信号，控制AD8336的放大增益，使增益连续可调。如系统框图1所示。

图1整体系统框图

2硬件设计

2.1前置跟随电路

前置跟随电路基于THS3001，转换速率高达6 500 V/s，a通带为420MH z，带内平坦度良好。在110MH z时，增益仅下降0。1分贝。

它有效地增加了输入阻抗。设计跟进模块见图2。

图2跟踪电路

2.2增益放大器电路

增益放大模块由AD8336超高频宽带放大集成电路和外围电路组成，对THS3001输出的信号进行放大，放大后的信号由单片机控制实现AD8336的增益。根据不同要求，可以实现连续增益变化、稳定增益变化和预设增益的功能。

图3增益控制模块

2.3 MCU增益预设控制电路

控制模块采用单片机AT89S52，通过控制TLC518输出的两路电压差来调节AD8336的增益，实现从0 dB到60 dB的连续可调增益控制。控制电路如图4所示。

图4 MCU控制模块

3软件设计

软件设计基于模块化和层次化的原则。这些模块包括液晶显示模块、键盘扫描模块、串口驱动模块和DA控制模块。主程序通过状态机设计实现。主程序通过键盘扫描判断每个按键的状态，并将每个按键的状态存储在一个先入先出缓冲区中，等待系统处理，以增强系统处理按键的能力。系统主程序见图5。

图5程序流程图

4模拟和测试

4.1增益通带模拟测试

利用Tina软件对设计的电路进行仿真，VG ain为-0。1224 V .仿真结果如下，分析表明3 dB通带大于0~ 10MH z .增益在0~ 9MHz通带内波动1 dB。

图6通带仿真结果

4.2测试

函数发生器用于产生10mV (0H z)的DC信号，该信号连接到宽带直流放大器的输入端。调节增益旋钮，使放大器增益为60dB。示波器用于检查输出端的波形是否为DC形式，并读取其振幅。测试数据如表4所示。根据测试数据，设计的系统实现了直流放大器的设计。

表1 DC试验

5结论

根据数字系统对宽带直流放大器的要求，介绍了一种基于AD8336的宽带直流放大器的设计过程和仿真结果。仿真结果表明，该设计可以实现增益的预置和连续调节，基本满足宽带直流放大器的应用需求。

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