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[问答] 如何利用可变增益放大器VGA AD603设计带宽直流放大器?
117 增益放大器 VGA 放大电路
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带宽放大器是指工作频率上限与下限之比远大于l 的放大电路。这类电路主要用于放大视频信号、脉冲信号或射频信号。如何利用可变增益放大器VGA AD603设计带宽直流放大器?我们该注意哪些事项?

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2019-8-19 06:27:33   评论 分享淘帖 邀请回答
3个回答
1 系统整体设计
该系统由前置放大、可预置增益放大、低通滤波器、后级放大、直流稳压模块和单片机控制与显示模块六大部分构成。具体电路结构如图1 所示。

图1 系统框图

2019-8-19 16:03:32 评论

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2 方案论证与设计
2.1 可控增益放大器方案选择
方案一:DAC 控制增益。该方案从理论上讲, 只要D/A 的速度够快、精度够高就可以实现很宽范围的精密增益调节。但是控制的数字量和最后的增益(dB) 不成线性关系而是成指数关系,造成增益调节不均匀、精度下降, 且其增益动态范围有限, 故不采用; 方案二:使用控制电压与增益成线性关系的可编程增益放大器PGA,用控制电压和增益(dB)成线性关系的可变增益放大器来实现增益控制。用电压控制增益, 便于单片机控制, 同时可以减少噪声和干扰。
综合比较, 选用方案二, 采用可变增益放大器AD603作增益控制放大器

2.2 输入阻抗匹配方案选择
方案一:采用低噪声精准放大器OP27 设计前级的射级跟随,尽管噪声小、精度高,但是由于带宽仅为8 MHz,达不到10 MHz 的要求;方案二: 采用高速宽带运放OPA692 作为构成前级的射级跟随器。OPA692 是高速宽带运放, 其在±5 V 双电源工作时,增益为2,频带宽度为190 MHz,电压转换速率为2 100 V/μs。
经过比较, 采用方案二。由于AD603 的输入阻抗只有100 Ω, 使用OPA692 作为前级输入完全能满足要求,并且可以很好地隔绝前级电路对后级电路的干扰, 实现级间的阻抗匹配

2.3 滤波电路选择方案
方案一: 采用RC 滤波电路, 但RC 滤波衰减很大;方案二: 利用高速宽带运放OPA690 设计二阶巴特沃思滤波器,其通频带内的频率响应曲线最大限度平坦, 没有起伏, 而在阻频带则逐渐下降为零。经比较, 选择方案二

2019-8-19 16:03:38 评论

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3 理论分析与参数计算
3.1 电压增益控制原理分析
电压增益控制原理分析AD603 的基本增益为:Gain =40 VG+10, 其中,VG是差分输入电压, 单位是V,Gain 是AD603 的基本增益,单位是dB 。从此式可以看出, 以dB 作单位对数增益和电压之间是线性关系, 因此,只要单片机进行简单的线性计算就可以控制对数增益, 增益步进可以很准确地实现。

3.2 通频带内增益起伏控制分析
为控制通频带内增益起伏, 采用二阶巴特沃思滤波环节, 其电阻电容可根据式(1) 、式(2)计算:

其中f0为通带截止频率,Q 为f=f0时电压放大倍数与通带放大倍数数值之比。计算数据可仿真实现。
2019-8-19 16:03:41 评论

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