电子竞赛讲座放大器.ppt

Tianjin University1大学生电子设计竞赛系列讲座大学生电子设计竞赛系列讲座 射频宽带放大器射频宽带放大器报告人：刘开华报告人：刘开华20132013年年1111月月Tianjin University2各位老师上午好！各位老师上午好！Tianjin University3第一部分第一部分 概述概述第二部分第二部分 基础知识基础知识第三部分第三部分 赛题解析赛题解析报报 告告 内内 容容Tianjin University4第一部分第一部分 概概 述述Tianjin University5 放大器是出现较多的一类竞赛题如：放大器是出现较多的一类竞赛题如：1995年的实用低频功率放大器；年的实用低频功率放大器；1999年的测量放大器；年的测量放大器；2001年的高效率音频功率放大器；年的高效率音频功率放大器；2003年的宽带放大器；年的宽带放大器；2009年的宽带直流放大器；年的宽带直流放大器；2013年的射频宽带放大器。

年的射频宽带放大器综合测评和其他类竞赛题包涵的放大器内容综合测评和其他类竞赛题包涵的放大器内容 概概 述述Tianjin University6该类竞赛题目的特点：1、题目涵盖了电子信息各类学生必需掌握的专业基础知题目涵盖了电子信息各类学生必需掌握的专业基础知识，对专业知识要求相对较低所以，以放大器为载体构识，对专业知识要求相对较低所以，以放大器为载体构成的电子竞赛题，适用的专业、年级范围宽泛，容易构成成的电子竞赛题，适用的专业、年级范围宽泛，容易构成“基本要求部分上手容易，发挥要求部分制作难度有梯度，基本要求部分上手容易，发挥要求部分制作难度有梯度，整体工作量适当整体工作量适当”的赛题；的赛题；2、放大器是指标型的题目，参数要求灵活，实现方法多、放大器是指标型的题目，参数要求灵活，实现方法多样对参赛学生的基本功、实践经验、接收新技术、新器样对参赛学生的基本功、实践经验、接收新技术、新器件的能力要求高；件的能力要求高；概概 述述Tianjin University7该类竞赛题目的特点：3 3、放大器是组成各类电子系统的重要单元电路，其应用、放大器是组成各类电子系统的重要单元电路，其应用背景明显，并对新技术、新器件发展、工艺制作质量敏感。

背景明显，并对新技术、新器件发展、工艺制作质量敏感分析近年的考题，我们可以清晰看出放大器类题目跟随业分析近年的考题，我们可以清晰看出放大器类题目跟随业界技术发展的趋势：即宽带、高增益和高性能（较高的输界技术发展的趋势：即宽带、高增益和高性能（较高的输出电压、较高的效率、较宽的动态范围、较低的噪声性能）出电压、较高的效率、较宽的动态范围、较低的噪声性能），以及采用新型器件的导向以及采用新型器件的导向概概 述述Tianjin University8第二部分第二部分 基础知识基础知识 Tianjin University9 放大器设计是各类竞赛题中均包含的放大器设计是各类竞赛题中均包含的内容，每个参赛队肯定会赛前训练目内容，每个参赛队肯定会赛前训练目前设计放大器基本均采用集成电路运算前设计放大器基本均采用集成电路运算放大器的方案，所以关键是选择合适的放大器的方案，所以关键是选择合适的芯片这使得训练应分为普通训练和专芯片这使得训练应分为普通训练和专项训练一、基本放大器一、基本放大器Tianjin University10 普通训练主要是采用通用芯片，结合传感器等，设普通训练主要是采用通用芯片，结合传感器等，设计普通放大器、差分放大器、仪用放大器和小功率的计普通放大器、差分放大器、仪用放大器和小功率的驱动电路，以满足相关系统对模拟信号采集、调理的驱动电路，以满足相关系统对模拟信号采集、调理的需求。

需求 当选择设计放大器为训练主攻方向时，则需要进行当选择设计放大器为训练主攻方向时，则需要进行专项的训练特别是要在宽带、高增益（可调）、高专项的训练特别是要在宽带、高增益（可调）、高输出电压（或有输出功率要求）、阻抗匹配、失真、输出电压（或有输出功率要求）、阻抗匹配、失真、带内增益起伏、矩形系数等指标提高上下功夫带内增益起伏、矩形系数等指标提高上下功夫 一、基本放大器一、基本放大器Tianjin University111.1.选好合适的芯片，能取得事半功倍的效果如选好合适的芯片，能取得事半功倍的效果如0303年宽带放大年宽带放大器一题，功能完成较好的作品均是采用了器一题，功能完成较好的作品均是采用了AD603AD603作为中间放大级作为中间放大级0909年宽带直流放大器一题，对带宽和输出功率提出新的要求年宽带直流放大器一题，对带宽和输出功率提出新的要求该题的宽带、高增益且可调指标仍然是采用该题的宽带、高增益且可调指标仍然是采用AD603AD603等芯片实现，等芯片实现，但输出电压（功率）指标有新要求，需要采用但输出电压（功率）指标有新要求，需要采用THS3092THS3092，，LT1210LT1210，，BUF634BUF634等性能好的新型集成芯片。

今年的题目对新型、高性等性能好的新型集成芯片今年的题目对新型、高性能集成电路的依赖更加明显能集成电路的依赖更加明显2 2．需要设计好整体方案包括带内增益波动．需要设计好整体方案包括带内增益波动(09(09年和年和1313年放大年放大器均要求了带内增益波动器均要求了带内增益波动≤≤1dB)1dB)，增益分配（动态范围），噪，增益分配（动态范围），噪声抑制和功率驱动声抑制和功率驱动3. 3. 良好的制作工艺布局、屏蔽、去耦、接地等良好的制作工艺布局、屏蔽、去耦、接地等一、基本放大器一、基本放大器Tianjin University12 这部分内容包含信号调理电路、信号发生电路、这部分内容包含信号调理电路、信号发生电路、有源滤波器、比较器另外，还包含有源滤波器、比较器另外，还包含NE555NE555芯片的芯片的应用将运放应用电路单独提出来，是因为该部应用将运放应用电路单独提出来，是因为该部分非常重要且范围宽，谁也无法限定范围，但题分非常重要且范围宽，谁也无法限定范围，但题目中肯定会用上在培训时，训练的典型电路越目中肯定会用上在培训时，训练的典型电路越多越好二、运算放大器应用电路二、运算放大器应用电路Tianjin University13第三部分第三部分---赛题解析赛题解析射频宽带放大器（射频宽带放大器（2013年年D题）题） Tianjin University14一、任务一、任务设计并制作一个射频宽带放大器。

设计并制作一个射频宽带放大器二、要求二、要求1 1．基本要求．基本要求（（1 1）电压增益）电压增益A Av ≥20dBv ≥20dB，输入电压有效值，输入电压有效值U Ui i ≤20mV≤20mVA Av v在在0 0～～20dB20dB范围内可调范围内可调2 2）最大输出正弦波电压有效值）最大输出正弦波电压有效值U Uo≥200mVo≥200mV，输出信，输出信号波形无明显失真号波形无明显失真3 3）放大器）放大器BWBW-3dB-3dB的下限频率的下限频率f fL ≤0.3MHzL ≤0.3MHz，上限频，上限频率率f fH≥20MHzH≥20MHz，并要求在，并要求在1MHz1MHz～～15MHz15MHz频带内增益起伏频带内增益起伏≤≤1dB1dB （（4 4）放大器的输入阻抗）放大器的输入阻抗 = 50= 50 ，输出阻抗，输出阻抗 = 50 = 50  Tianjin University152 2．发挥部分．发挥部分（（1 1）电压增益）电压增益A Av ≥60dBv ≥60dB，输入电压有效值，输入电压有效值U Ui ≤1 mVi ≤1 mVA Av v在在0 0～～60dB60dB范围内可调。

范围内可调2 2）在）在A Av ≥60dBv ≥60dB时，输出端噪声电压的峰峰值时，输出端噪声电压的峰峰值U UoNpp oNpp ≤100mV≤100mV3 3）放大器）放大器BWBW-3dB-3dB的下限频率的下限频率f fL ≤0.3MHzL ≤0.3MHz，上限频，上限频率率f fH≥100MHzH≥100MHz，并要求在，并要求在1MHz1MHz～～80MHz80MHz频带内增益起伏频带内增益起伏≤≤1dB1dB该项目要求在该项目要求在Av ≥60dBAv ≥60dB（或可达到的最高电（或可达到的最高电压增益点），最大输出正弦波电压有效值压增益点），最大输出正弦波电压有效值Uo ≥1VUo ≥1V，输，输出信号波形无明显失真条件下测试出信号波形无明显失真条件下测试4 4）最大输出正弦波电压有效值）最大输出正弦波电压有效值U Uo ≥1Vo ≥1V，输出信号，输出信号波形无明显失真波形无明显失真 （（5 5）其他（例如进一步提高放大器的增益、带宽等）其他（例如进一步提高放大器的增益、带宽等）Tianjin University163. 3. 说明说明1 1）要求负载电阻两端预留测试端子。

最大输出正弦波）要求负载电阻两端预留测试端子最大输出正弦波电压有效值应在电压有效值应在R RL=50L=50 条件下测试（要求条件下测试（要求R RL L阻值误差阻值误差≤≤5 %5 %），如负载电阻不符合要求，该项目不得分如负载电阻不符合要求，该项目不得分2 2）评测时参赛队自备一台）评测时参赛队自备一台220V220V交流输入的直流稳压电交流输入的直流稳压电源3 3）建议的测试框图如图）建议的测试框图如图1 1所示，可采用点频测试法所示，可采用点频测试法基本技能信 号源射频宽带放大器示波器/高频毫伏表自备直流稳压电源UiUo图图1 测试框图测试框图Tianjin University17图图2 2 幅频特性示意图幅频特性示意图 Tianjin University18 该题目的考点主要有：该题目的考点主要有：带宽、增益带宽、增益（高增益、可调、（高增益、可调、带内波动）、带内波动）、动态范围动态范围（增益分配）、（增益分配）、阻抗匹配、降低阻抗匹配、降低噪声、测量方法噪声、测量方法 带宽指标主要通过选择新型高性能的运算放大器实带宽指标主要通过选择新型高性能的运算放大器实现，如现，如OPA847OPA847、、OPA690OPA690、、THS3091THS3091、、OPA2694 OPA2694 、、AD8321AD8321 高增益均采用多级放大器实现，典型的设计方案是高增益均采用多级放大器实现，典型的设计方案是采用采用3 3级放大器，也有采用级放大器，也有采用4 4级放大的方案。

级放大的方案 由于今年题目对增益可调功能没有程控、步进的要由于今年题目对增益可调功能没有程控、步进的要求，所以，可简单的使用手动调整方案如选择程控增求，所以，可简单的使用手动调整方案如选择程控增益解决方案，有两种实现方法益解决方案，有两种实现方法1.1.采用可程控增益运放；采用可程控增益运放；2.2.采用可程控衰减器实现采用可程控衰减器实现 带内增益波动指标通过极间阻抗匹配、补偿等解决带内增益波动指标通过极间阻抗匹配、补偿等解决三、题目分析三、题目分析Tianjin University19 动态范围（增益分配）指标主要是做好增益分配今年动态范围（增益分配）指标主要是做好增益分配今年全国复测时比赛区测试多了一项输入全国复测时比赛区测试多了一项输入20mV20mV时测输出电压时测输出电压结果，不少的队因为增益分配不太合理，输出失真，丢了结果，不少的队因为增益分配不太合理，输出失真，丢了分主要原因是一些队为了降低噪声，将第一级的增益设分主要原因是一些队为了降低噪声，将第一级的增益设置过高且不可调结果输入稍大，第一级就饱和了，后面置过高且不可调结果输入稍大，第一级就饱和了，后面再衰减或调整也起不了作用，造成输出失真。

再衰减或调整也起不了作用，造成输出失真 阻抗匹配该题目要求输入、输出阻抗均为阻抗匹配该题目要求输入、输出阻抗均为50 50  ，并，并要求负载为要求负载为50 50  所以，需要在输入端和输出端设置阻抗所以，需要在输入端和输出端设置阻抗匹配网络其中输出端最好为可方便摘下来的负载电阻，匹配网络其中输出端最好为可方便摘下来的负载电阻，但实际很少有这样做的由于大多数运放的输出电阻很小，但实际很少有这样做的由于大多数运放的输出电阻很小，所以要先在运放输出端串一个所以要先在运放输出端串一个50 50  的电阻，然后再接的电阻，然后再接50 50  负载三、题目分析三、题目分析Tianjin University20 降低噪声，选器件、布好局降低噪声，选器件、布好局 测量方法信号源内阻为测量方法信号源内阻为50 50  ，先将，先将信号源信号幅度设置为信号源信号幅度设置为1mV1mV，然后，再设置，然后，再设置为为20mV20mV示波器采用高阻输入方式，作品示波器采用高阻输入方式，作品带着负载电阻测试部分作品没做带着负载电阻测试部分作品没做50 50  输输出电阻，可能会影响成绩。

出电阻，可能会影响成绩三、题目分析三、题目分析Tianjin University211.1.系统方案设计系统方案设计 可以采用固定增益放大器（可以采用固定增益放大器（THS3201THS3201）、）、可调增益放大器（可调增益放大器（AD8367AD8367）和输出功率放大）和输出功率放大器（器（THS3901THS3901）构成方案构成方案 或者采用固定增益放大器（或者采用固定增益放大器（OPA847OPA847）、）、程控步进衰减模块（程控步进衰减模块（PE4306PE4306）、压控增益放）、压控增益放大器（大器（VCA821VCA821）和输出功率放大器（）和输出功率放大器（AD8009AD8009，，THS3201THS3201）构成四、作品设计举例四、作品设计举例Tianjin University22系统框图系统框图四、作品设计举例四、作品设计举例Tianjin University23 模块设计模块设计 可控增益放大器设计可控增益放大器设计 方案一：采用场效应管或三极管控制增益主要利用场效应管可方案一：采用场效应管或三极管控制增益。

主要利用场效应管可变电阻区（或三极管等效为压控电阻）实现增益控制，由于题目变电阻区（或三极管等效为压控电阻）实现增益控制，由于题目要求的频带较高该方案采用大量分立元件，电路复杂，稳定性要求的频带较高该方案采用大量分立元件，电路复杂，稳定性差 方案二：采用多路选择器来来改变放大器跨接的电阻的值实现增方案二：采用多路选择器来来改变放大器跨接的电阻的值实现增益控制该方案需求每一级放大器都要加多路选择器，不能实现益控制该方案需求每一级放大器都要加多路选择器，不能实现连续调节，影响高频的频率特性连续调节，影响高频的频率特性 方案三：根据放大电路增益可控的要求，考虑直接选取可调增益方案三：根据放大电路增益可控的要求，考虑直接选取可调增益的运放实现（如的运放实现（如VCA820VCA820，，VCA821VCA821，，AD603 AD603 ，，AD8367AD8367）其特点是）其特点是以以dBdB为单位进行调节，可控增益约为单位进行调节，可控增益约40dB,40dB,可以用单片机方便的预制可以用单片机方便的预制增益四、作品设计举例四、作品设计举例Tianjin University24 增益分配增益分配 由于要求输入电压有效值由于要求输入电压有效值1mV≤1mV≤ U Ui ≤20mVi ≤20mV；输出端噪声电压的峰峰值；输出端噪声电压的峰峰值U UoNpp ≤100mVoNpp ≤100mV；在；在1MHz1MHz～～80MHz80MHz频带内增益起伏频带内增益起伏≤≤1dB1dB。

某设计方案选择低噪输入级某设计方案选择低噪输入级OPA690OPA690增益为增益为5 5倍，倍，第二级为第二级为-10dB~30dB-10dB~30dB，第三放大级，第三放大级OPA847OPA847增益为增益为1010倍，输出驱动级倍，输出驱动级THS3091THS3091增益为增益为2 2倍四、作品设计举例四、作品设计举例Tianjin University25增益控制模块设计增益控制模块设计 方案一：在电源方案一：在电源+5V+5V和地之间使用可调电位器来给集和地之间使用可调电位器来给集成压控增益放大器的电压控制管脚（成压控增益放大器的电压控制管脚（1 1号管脚）提供一个号管脚）提供一个稳定的电压，改变可变电位器的分压即可控制增益的变化稳定的电压，改变可变电位器的分压即可控制增益的变化改变可变电位器的分压即可控制增益的变化此方案为手改变可变电位器的分压即可控制增益的变化此方案为手动调节 方案二：通过单片机进行运算并控制方案二：通过单片机进行运算并控制D/AD/A芯片输出来芯片输出来给提供控制电压，从而实现较精确的数控。

此方案为程序给提供控制电压，从而实现较精确的数控此方案为程序控制 综合比较这两种方案，各有优势手动控制能实现综合比较这两种方案，各有优势手动控制能实现连续调节，而程序控制又比较直观、方便连续调节，而程序控制又比较直观、方便四、作品设计举例四、作品设计举例Tianjin University26 射频宽带放大器设计（前级放大器，固定增益）射频宽带放大器设计（前级放大器，固定增益） 方案一：采用电压反馈放大器方案一：采用电压反馈放大器OPA846OPA846、、OPA847OPA847、、OPA657OPA657、、OPA690OPA690等电压放大器，该系等电压放大器，该系列的运算放大器的增益带宽积很高，需要仔细列的运算放大器的增益带宽积很高，需要仔细设计设计PCBPCB电路板 方案二：采用电流反馈放大器方案二：采用电流反馈放大器OPA691OPA691，，OPA2694OPA2694、、THS3201THS3201 四、作品设计举例四、作品设计举例Tianjin University27输出级电路设计输出级电路设计方案一：使用双极型三级管组成互补乙类推挽功率放大方案一：使用双极型三级管组成互补乙类推挽功率放大器，单倍增益跟随，增大输出电流，提高带负载能力。

器，单倍增益跟随，增大输出电流，提高带负载能力匹配、调试复杂匹配、调试复杂方案二：使用压摆率高、电流输出能力较大的电流反馈方案二：使用压摆率高、电流输出能力较大的电流反馈运算放大器，如运算放大器，如THS3091THS3091等此种方案可以提供一定的等此种方案可以提供一定的输出电流，利于系统稳定输出电流，利于系统稳定四、作品设计举例四、作品设计举例Tianjin University28 系统稳定性设计系统稳定性设计（（1 1）放大器板上所有运放电源线级数字信号线均加磁珠）放大器板上所有运放电源线级数字信号线均加磁珠和电容滤波，磁珠可滤除电流上的毛刺，电容滤除较低频和电容滤波，磁珠可滤除电流上的毛刺，电容滤除较低频率的干扰，它们配合在一起可较好地滤除电路上的串扰率的干扰，它们配合在一起可较好地滤除电路上的串扰安装时尽量靠近安装时尽量靠近ICIC电源和地电源和地2 2）所有信号耦合用点解电容两端并接高频瓷片电容以）所有信号耦合用点解电容两端并接高频瓷片电容以避免高频增益下降避免高频增益下降3 3）在两个焊接板之间传递模拟信号时用同轴电缆，信）在两个焊接板之间传递模拟信号时用同轴电缆，信号输入输出使用号输入输出使用SMA-BNCSMA-BNC接头以使传输阻抗匹配，并可减接头以使传输阻抗匹配，并可减少空间电磁波对本电路的干扰，同时避免放大器自激。

少空间电磁波对本电路的干扰，同时避免放大器自激4 4）数字电路部分和模拟电路部分的电源严格分开，同）数字电路部分和模拟电路部分的电源严格分开，同时数字地和模拟地电源地一点相连时数字地和模拟地电源地一点相连四、作品设计举例四、作品设计举例Tianjin University29频带内增益起伏控制频带内增益起伏控制1 1）选增益曲线平坦的器件）选增益曲线平坦的器件 如如THS3092THS30922 2）） 极间阻抗匹配极间阻抗匹配 3 3）） 输出频率补偿输出频率补偿4 4）合理利用芯片的特性如）合理利用芯片的特性如AD603AD603的增益随着信号频率的增益随着信号频率的增加而上升，而的增加而上升，而OPA690OPA690在增益在增益G=10dB(G=3.12G=10dB(G=3.12倍介于倍介于G=2G=2倍和倍和G=5G=5倍之间）却随着信号频率的增加而下降另外，倍之间）却随着信号频率的增加而下降另外，THS3092THS3092在在G=0dBG=0dB时增益很平坦利用此种特性，通过合理时增益很平坦利用此种特性，通过合理搭配，使整个系统的带内波动小于搭配，使整个系统的带内波动小于1dB1dB。

四、作品设计举例四、作品设计举例Tianjin University30宽带放大器设计宽带放大器设计 AD8321 AD8321为高频段放大器，含为高频段放大器，含SPISPI总线接口，其带宽总线接口，其带宽235MHz235MHz，增益可调，其最大增益为，增益可调，其最大增益为24dB24dB为满足题目为满足题目60dB60dB的要求，系统采取三级级联的措施理论上的要求，系统采取三级级联的措施理论上Gain=24+24+24=72dBGain=24+24+24=72dB因此可以实现题目中对增益的要因此可以实现题目中对增益的要求系统由单片机通过求系统由单片机通过SPISPI总线发送数据控制其增益总线发送数据控制其增益其他设计举例其他设计举例—方案方案2Tianjin University31系统整体框图系统整体框图 其他设计举例其他设计举例—方案方案2Tianjin University32通频带内增益起伏控制通频带内增益起伏控制 在通常的宽带放大电路中，要想使频带内增益起伏在通常的宽带放大电路中，要想使频带内增益起伏<1db <1db 是比较困难的，在本电路中就巧妙的利用芯片本身特性，和外是比较困难的，在本电路中就巧妙的利用芯片本身特性，和外围器件的共同作用，先将信号输入后进行相应的放大和补偿，围器件的共同作用，先将信号输入后进行相应的放大和补偿，即利用第一级输出后的电感、电容、电阻网络进行补偿，再经即利用第一级输出后的电感、电容、电阻网络进行补偿，再经第二、三级后面的电阻网络（即每一级输出后面的电阻网络），第二、三级后面的电阻网络（即每一级输出后面的电阻网络），将整体相应的拉低，从而实现了频带内增益起伏将整体相应的拉低，从而实现了频带内增益起伏<1db<1db。

射频放大器的稳定性射频放大器的稳定性 经测试经测试AD8321AD8321稳定性良好，并且在系统设计中设置了输入稳定性良好，并且在系统设计中设置了输入和输出阻抗匹配及反馈控制电路，另外，增益控制部分装在屏和输出阻抗匹配及反馈控制电路，另外，增益控制部分装在屏蔽盒中，在电路板设计时采取大面积接地，模拟数字地隔开处蔽盒中，在电路板设计时采取大面积接地，模拟数字地隔开处理的措施，都增强了系统的稳定性理的措施，都增强了系统的稳定性其他设计举例其他设计举例--方案方案2Tianjin University33带宽增益积带宽增益积 AD8321 AD8321为为8 8位串行增益控制器，其最大增益为位串行增益控制器，其最大增益为24dB,24dB,带宽带宽120MHz120MHz理论上三级级联后增益可达理论上三级级联后增益可达72dB72dB均衡器均衡器 均衡器的主要作用在于弥补信号传输过程中均衡器的主要作用在于弥补信号传输过程中造成的失衡，保证干线系统的零增益和信号电平造成的失衡，保证干线系统的零增益和信号电平的均衡，使用户端接收到的信号符合要求的均衡，使用户端接收到的信号符合要求。

其他设计举例其他设计举例--方案方案2Tianjin University34直流稳压电源设计直流稳压电源设计 本电源采用传统方法比较简单经整流，滤波、稳压本电源采用传统方法比较简单经整流，滤波、稳压芯片后其中一路产生正芯片后其中一路产生正9V9V和正和正5V5V电压供给放大电路电压供给放大电路 稳压电源原理图稳压电源原理图 其他设计举例其他设计举例--方案方案2Tianjin University35功率放大功率放大由于由于AD8321本身的输出电压具有足够高的幅度，因此无需增加功率放大部本身的输出电压具有足够高的幅度，因此无需增加功率放大部分，就能实现输出分，就能实现输出>1V均衡器均衡器在系统中，传输信号的衰减量与信号频率的平方根成正比，即衰减随着信号在系统中，传输信号的衰减量与信号频率的平方根成正比，即衰减随着信号频率的升高而增加，均衡器则是对同轴电缆的衰减特性进行频率补偿，也就频率的升高而增加，均衡器则是对同轴电缆的衰减特性进行频率补偿，也就是说均衡器是一个与频率特性相反的衰减器，对较低频率的信号衰减较大，是说均衡器是一个与频率特性相反的衰减器，对较低频率的信号衰减较大，而对较高频率的信号衰减较小。

而对较高频率的信号衰减较小均衡器通常是由电感、电容和电阻组成的均衡器通常是由电感、电容和电阻组成的T型网络构成，它的原理图见下图型网络构成，它的原理图见下图其他设计举例其他设计举例--方案方案2Tianjin University36可控电压增益电路可控电压增益电路可控增益调节部分使用压控增益放大器可控增益调节部分使用压控增益放大器VCA820VCA820，，VCA820VCA820在宽频在宽频带工作模式下，增益控制范围为带工作模式下，增益控制范围为-20dB-20dB～～+20dB+20dB前级电压增益放大电路前级电压增益放大电路采用采用OPA657OPA657，其增益带宽积高达，其增益带宽积高达1.6GHz,1.6GHz,并且其输入失调电流并且其输入失调电流仅有仅有±±0.25mV0.25mV，对于后级电路的调理起到相当大的简化作用对于后级电路的调理起到相当大的简化作用后级电压增益放大电路后级电压增益放大电路作为末级放大电路，一方面需要满足题目要求总电压增益作为末级放大电路，一方面需要满足题目要求总电压增益Av≥60dBAv≥60dB，另一方面为了避免放大倍数过大而自激，引入干扰。

另一方面为了避免放大倍数过大而自激，引入干扰末级放大电路增益应尽可能小但又必须达到要求选择大功率末级放大电路增益应尽可能小但又必须达到要求选择大功率带宽，单位增益稳定，高输出电流的单电源运放带宽，单位增益稳定，高输出电流的单电源运放OPA2694OPA2694四、其他设计举例四、其他设计举例—方案方案3Tianjin University37可控电压增益电路设计可控电压增益电路设计 选择一：以高增益精度的压控选择一：以高增益精度的压控VGAVGA芯片芯片AD603AD603作为核心作为核心放大器，但频率再高时，效果很不理想，并且在级联时，放大器，但频率再高时，效果很不理想，并且在级联时，很容易产生自激现象很容易产生自激现象 选择二：采用宽带可变增益选择二：采用宽带可变增益FETFET放大电路，其缺点是放大电路，其缺点是增益步进控制难以实现，高频时频率的稳定性不好，在增益步进控制难以实现，高频时频率的稳定性不好，在20KHz~5MHz20KHz~5MHz频带内增益起伏较大，不能满足设计要求频带内增益起伏较大，不能满足设计要求 选择三：选用选择三：选用AD8321AD8321和和ATmega48ATmega48为核心对信号进行处为核心对信号进行处理。

由于理由于AD8321AD8321输出电压具有足够高的幅度以满足输出电压具有足够高的幅度以满足Vo>1VVo>1V的要求，所以无需增加功率放大部分的要求，所以无需增加功率放大部分其他设计举例其他设计举例—方案方案3Tianjin University38优秀作品优秀作品Tianjin University39优秀作品优秀作品Tianjin University40优秀作品优秀作品Tianjin University41优秀作品优秀作品Tianjin University42　　　　电子设计竞赛的特点是最终将作品实际做出来，并需电子设计竞赛的特点是最终将作品实际做出来，并需要能运行、演示因此竞赛对学生的培养是多方面的，不要能运行、演示因此竞赛对学生的培养是多方面的，不仅可有效培养学生的实际动手能力和创新能力；还能理论仅可有效培养学生的实际动手能力和创新能力；还能理论分析与系统设计相结合，引导学生将之前学习的知识串起分析与系统设计相结合，引导学生将之前学习的知识串起来，形成系统的概念来，形成系统的概念 总之，电子设计竞赛是综合能力的比拼，不大可能通总之，电子设计竞赛是综合能力的比拼，不大可能通过短期突击获得好的成绩，需要在平时和培训过程中多加过短期突击获得好的成绩，需要在平时和培训过程中多加努力，学习好相关课程，并做好实践和基本技能的训练。

努力，学习好相关课程，并做好实践和基本技能的训练几点体会与建议Tianjin University43 全国大学生电子设计竞赛经过了近全国大学生电子设计竞赛经过了近2020年的年的积累与沉淀，为在校学生搭建了开拓视野、促进积累与沉淀，为在校学生搭建了开拓视野、促进理论和实践的结合的平台，也为电子信息产业搭理论和实践的结合的平台，也为电子信息产业搭建了人才储备的平台并成为目前最受大学生欢迎、建了人才储备的平台并成为目前最受大学生欢迎、最受政府重视、最受社会与企业认可的学生科技最受政府重视、最受社会与企业认可的学生科技活动与竞赛活动与竞赛 希望报告对大家能有所帮助，也希望报告对大家能有所帮助，也希望大家能在竞赛中取得好的成绩！希望大家能在竞赛中取得好的成绩！Tianjin University44谢谢 谢谢 大大 家！家！。