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1、2003年宽带放大器（B题)讲解与制作人田良一、任务一、任务设计并制作一个宽带放大器。设计并制作一个宽带放大器。二、要求二、要求1 1、基本要求、基本要求（1）输输入入阻阻抗抗11kk；单单端端输输入入，单单端端输输出出；放放大大器负载电阻器负载电阻600600。（2 2）3dB3dB通通频频带带1010kHzkHz6MHz6MHz，在在2020kHzkHz5MHz5MHz频频带带内内增益起伏增益起伏11dBdB。（3 3）最最大大增增益益4040dBdB，增增益益调调节节范范围围1010dBdB40dB40dB（增益值6级可调，步进间隔6dB，增益预置值与实测 值误差的绝对值2dB），需显示
2、预置增益值。需显示预置增益值。（4 4）最最大大输输出出电电压压有有效效值值33V V，数数字字显显示示输输出出正正弦弦电压有效值。电压有效值。（5 5）自制放大器所需的稳压电源）自制放大器所需的稳压电源。2 2、发挥部分、发挥部分（1 1）最大输出电压有效值）最大输出电压有效值66V V。（2 2）最大增益最大增益5858dB(3dBdB(3dB通频带通频带1010kHzkHz6MHz6MHz，在在2020kHzkHz5MHz5MHz频带内增益起伏频带内增益起伏11dB)dB)，增益调节范围增益调节范围1010dBdB58dB58dB（增益值增益值9 9级可调，步进间隔级可调，步进间隔6 6
3、dBdB，增益预置值与增益预置值与实测值误差的绝对值实测值误差的绝对值22dBdB），），需显示预置增益值。需显示预置增益值。（3 3）增加自动增益控制（）增加自动增益控制（AGCAGC）功能，功能，AGCAGC范围范围2020dBdB，在在AGCAGC稳定范围内输出电压有效值应稳定在稳定范围内输出电压有效值应稳定在 4.54.5VVo5.5VVVo5.5V内内（详见说明（详见说明4 4）。（4 4）输出噪声电压峰）输出噪声电压峰-峰值峰值VoN 0.5VVoN 0.5V。（5 5）进一步扩展通频带、提高增益、提高输出电压幅度、进一步扩展通频带、提高增益、提高输出电压幅度、扩大扩大AGCAGC
4、范围、减小增益调节步进间隔。范围、减小增益调节步进间隔。（6 6）其它。）其它。四、说明四、说明1 1、基本要求部分第（、基本要求部分第（3 3）项和发挥部分第（）项和发挥部分第（2 2）项的增益步进级数对照表如下：项的增益步进级数对照表如下：增益步进级数123456789预置增益值（dB）1016222834404652582 2、发挥部分第（、发挥部分第（4 4）项的测试条件为：输入交）项的测试条件为：输入交流短路，增益为流短路，增益为5858dBdB。3 3、宽带放大器幅频特性测试框图宽带放大器幅频特性测试框图如下图所示：如下图所示：四、说明四、说明4 4、AGCAGC电路常用在接收机的
5、中频或视电路常用在接收机的中频或视频放大器中，其作用是当输入信号较频放大器中，其作用是当输入信号较强时，使放大器增益自动降低；当信强时，使放大器增益自动降低；当信号较弱时，又使其增益自动增高，从号较弱时，又使其增益自动增高，从而保证在而保证在AGCAGC作用范围内输出电压的作用范围内输出电压的均匀性，故均匀性，故AGCAGC电路实质是一个负反电路实质是一个负反馈电路。馈电路。发挥第（发挥第（4）项中本题定义：）项中本题定义：AGC范围范围=20log VS2S2/VS1S1 -20log VOHOH/VOLOL （dB）；）；要求输出电要求输出电压稳定在压稳定在4.5VVo5.5V范围内，即范
6、围内，即VOL4.5V、VOH5.5V。(电压均为有效值）电压均为有效值）归纳后的任务归纳后的任务设计并制作一个带宽设计并制作一个带宽BW0.7dB10kHz6MHz、输出可达输出可达3/6V (rms)、最高增益最高增益40/60dB（可预置，可预置，步进量步进量6dB，误差误差2dB)、具有具有AGC功能功能(范围范围20dB)的的宽带放大器宽带放大器（以以色显示的为发挥要求色显示的为发挥要求）20kHz5MHz频带内增益起伏频带内增益起伏1dB；放大器增益以及输出电压的有效放大器增益以及输出电压的有效 值可数字显示；值可数字显示；输入阻抗大于输入阻抗大于 1k；负载电阻负载电阻 600；
7、输出噪声电压峰输出噪声电压峰 峰值小于峰值小于0.5V。其其 他他 要要 求求宽带放大器要求的宽带放大器要求的 AGC AGC 特性特性下面来讨论该题的下面来讨论该题的设计方法与步骤设计方法与步骤充分理解题意；充分理解题意；系统级设计；系统级设计；关键技术与器件的分析、选择；关键技术与器件的分析、选择；子系统级设计子系统级设计（数字式（数字式AGC、模拟式模拟式AGC）；软件以及电路级设计。软件以及电路级设计。宽带放大器系统级结构框图宽带放大器系统级结构框图宽带放大器子系统级结构方块图宽带放大器子系统级结构方块图 总增益：总增益：(-20+60)dB或或(0+80)dB采用模拟式采用模拟式AG
8、C方案的子系统级结构图方案的子系统级结构图本题的关键：本题的关键：控制增益的方法控制增益的方法及及关键器件关键器件选择选择利用有源器件参数的可控性（器件电阻、增益利用有源器件参数的可控性（器件电阻、增益电电流增益、跨导等）；流增益、跨导等）；利用无源网络构成的衰减器；利用无源网络构成的衰减器；利用无源网络构成的负反馈网络；利用无源网络构成的负反馈网络；利用利用D/AD/A转换器构成的衰减器或负反馈网络；转换器构成的衰减器或负反馈网络；选用选用AD637进行电压有效值的转换测量。进行电压有效值的转换测量。利用无源衰减网络来控制增益利用无源衰减网络来控制增益AD603增益可电压控制的宽带放大器增益
9、可电压控制的宽带放大器增益可电压控制的增益可电压控制的AD603宽带放大器的主要技术指标宽带放大器的主要技术指标 带宽带宽BW0.7dB 当当G1=-10+30dB时：时：90MHz 当当G1=0 +40dB时：时：30MHz 当当G1=+10+50dB时：时：9MHz 带内增益起伏：带内增益起伏：0.5dB 输入噪声谱密度：输入噪声谱密度：1.3nV/Hz-2 输入电阻：输入电阻：100 输出电压峰值：输出电压峰值：3VAD603的增益的增益增增 益益 计计 算算 公公 式式GV=40UG1+(GMAX 20)(dB)30(90MHz)其中其中GMAX=40 (30MHz)50(9MHz)U
10、G1=-0.5V+0.5V收音机中的收音机中的AGCAGC及其特性及其特性利用有源器件的非线性实现利用有源器件的非线性实现AGCAGC 延迟式延迟式AGCAGC电压产生电路电压产生电路 宽带放大器要求的宽带放大器要求的 AGC AGC 特性特性系统软件设计方案系统软件设计方案(数字式数字式AGC）系统软件设计方案系统软件设计方案(模拟模拟AGC）输入缓冲与增益可控放大级电路图输入缓冲与增益可控放大级电路图输入缓冲与增益可控放大级详细电路图输入缓冲与增益可控放大级详细电路图末级末级放大器电路图放大器电路图（T2、T4为互补功率管为互补功率管fT=250MHz)AV=20dBBW0.7=20MHz
11、输出电压输出电压大于大于8 8V V（rms)rms)系系统统供供电电电电源源原原理理图图实际设计与制作的实例经测实际设计与制作的实例经测试所达到的试所达到的主要技术指标主要技术指标 整整个个系系统统通通频频带带为为1kHz20MHz，最最小小增增益益0dB，最最大大增增益益80dB，增增益益步步进进1dB，60dB以以下下预预置置增增益益与与实实际际增增益益误误差差小小于于0.2dB。不不失失真真输输出出电电压压有有效效值值达达9.5V，输输出出4.55.5V时时AGC控控制制范范围围为为66dB。输输出出噪声电压小于噪声电压小于0.5V峰峰-峰值。峰值。谢谢 谢谢 收收 看看，请留下宝贵意见！请留下宝贵意见！东东 南南 大大 学学编写与制作人编写与制作人 E-mail: