一種微弱信號的寬帶程控高增益放大器設(shè)計(jì)
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運(yùn)算放大器的常規(guī)電源供電方式如圖3(a)所示。電源供電直接取自穩(wěn)壓電源如圖3(b)所示，運(yùn)放的供電電壓不再直接取自穩(wěn)壓電源，而是由兩個三極管的發(fā)射機(jī)提供。R1=R2=R3=R4，忽略VBE壓降，則運(yùn)放的供電電壓為：
由于三極管的作用，運(yùn)算放大器的供電電壓隨輸出電壓的變化而變化，但是運(yùn)放的正負(fù)供電電壓之差則保持不變。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/187588.htm
經(jīng)Multisim軟件仿真，將圖3中兩種運(yùn)算放大器的最大輸出電壓進(jìn)行比較，兩電路均設(shè)置為放大10倍的反相放大器。仿真結(jié)果顯示，圖3(b)電源接法放大器最大輸出為±24 V左右，圖3(a)常規(guī)電源接法放大器的最大輸出電壓為±12 V左右。圖4(a)為最大不失真輸出電壓的波形，此時的輸入電壓為土2．5 V，頻率為1 MHz，圖4(b)為同樣輸入±2．5 V、1 MHz信號時的輸出波形，可見信號已經(jīng)嚴(yán)重截止失真。
2 核心硬件電路設(shè)計(jì)
2．1 可變增益電路
可變增益模塊選用TI公司的高增益可調(diào)寬帶壓控放大器VCA810，其特性包括高增益可調(diào)范圍-40～+40dB，增益控制準(zhǔn)確度±1．5 dB(高精度型號為±0．9 dB)，差分輸入單端輸出，不變的增益帶寬35 MHz，dB／V增益線性度±0．3 dB，增益控制帶寬25 MHz，低輸出DC誤差小于40 mV，高輸出電流±60 mA，低工作電流24．8 mA。
VCA810的工作原理是通過對其引腳3施加直流電壓來控制增益的大小。控制電壓與增益的函數(shù)關(guān)系式為：
當(dāng)Vc從0 V變化到-2 V時，增益從-40 dB線性地變化到+40 dB。另外，當(dāng)Vc電壓超過0 V時，增益為-80 dB。
VCA810電路原理圖如圖5所示，為了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，此處采用兩片VCA810級聯(lián)實(shí)現(xiàn)80 dB的動態(tài)范圍，增益控制方式有手動和預(yù)設(shè)兩種。
當(dāng)工作在手動模式時，通過電位器分壓來提供Vc信號，當(dāng)工作在預(yù)設(shè)模式時，通過鍵盤輸入增益值，然后經(jīng)過單片機(jī)D／A輸出提供Vc信號。
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