通用可变增益放大器.docx

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加密号：

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学校编号：NEFU-B-001

学校名称：东北林业大学
队员姓名：姚金龙连建君谭婷
赛点负责人：
教务处章：
2008年8月17日

通用可变增益放大器（B题）
摘要
本着简单、准确、可靠、通用的原则，采用了分级设计匹配互连的思想。本放大器系统分为前级放大部分、增益放大与控制电路部分、档位控制部分、后级稳压输出部分四部分。全系统采用单一的模拟电路方式，通过前级放大部分获得所需输入电压、输入阻抗等重要参数；通过拨码开关连接的反馈电阻进行精密全局控制，获得20dB至40dB之间分辨力不低于0.1%的可变增益范围；通过档位控制部分电路实现四个档位增益值转换，在衰减电路的作用下得到三个档位的增益值，即—20dB至0、0至20dB、20dB至40dB；最后通过后级稳压输出部分获得输出幅度不低于±8V的输出电压，此部分电路包括抑制零点漂移的调零电路。通过验证，本系统可以对输出电压数值的漂移，零点漂移等不良影响进行有效地抑制和降低。通过全面的调试和测量，使得本系统基本满足题目的基本部分和发挥部分的要求并融入了自己的创新思想，设计出了一个可控范围大、输出幅度高、稳定性好、抗干扰能力强、幅频特性好的通用可变增益放大器。

目录
摘要………………………………………………………………………………………………2
目录………………………………………………………………………………………………3
一、方案论证与比较……………………………………………………………………………4
1、前级放大部分…………………………………………………………………………4
2、增益放大与衰减控制电路……………………………………………………………4
3、后级电压输出…………………………………………………………………………5
二、系统设计……………………………………………………………………………………5
1、总体设计思路…………………………………………………………………………5
2、主要电路原理分析与计算……………………………………………………………6
2．1、前级放大电路…………………………………………………………………6
2．2、增益放大与控制电路…………………………………………………………6
2．3、档位控制电路…………………………………………………………………7
2．4、电压输出电路…………………………………………………………………7
三、系统测试方法与测试数据…………………………………………………………………8
1、测试仪器…………………………………………………………………………………8
2、测试方法与测试数据……………………………………………………………………8
2．1、测前级放大电路…………………………………………………………………8
2．2、测增益放大与控制电路…………………………………………………………8
2．3、各级电路调节好后，进行测量和详细记录……………………………………8
3、测试结果分析……………………………………………………………………………9
3．1、测试结果分析…………………………………………………………………9
3．2、误差分析………………………………………………………………………9
3．3、测试心得……………………………………………………………………10
四、总结…………………………………………………………………………………………10

一、方案论证与比较
1、前级放大部分
方案一：采用分立元件实现。此方案成本低，元器件易于得到，但是设计、调试难度过大，硬件电路连接与制作困难，在大赛规定的时间内很难保证作品的可靠性和指标，因此不予采用。
方案二：采用集成运放设计。此方案用可编程放大器芯片级联而成，电路简单，调试容易，指标和可靠性容易保证，因为OP37的幅频特性差，当放大倍数大于3时波形失真严重，THS3001的输入阻抗过低，经过多方面特性和通用性的比较与实际检测，选用高速宽带集成芯片OPA637可以满足此次放大器的设计要求，因此采用此方案。
2、增益放大与衰减控制电路
方案一：采用可编程放大器实现。此方案用单片机控制继电器，继电器控制相应的反馈电阻，四个档位，分辨力不低于0.1%，这对于单片机编程控制要求很高，而目前的编程能力有限，因此不予采用。
方案二：采用可编程控制放大器和衰减电路实现。此方案用单片机控制最后一档即100—1000，得到0.1%的分辨力，用单片机的P口的高低电平控制继电器，因为各个档位之间是十倍的对应关系，所以将可编程放大器芯片输出的信号接衰减电路