0 前语
无线通信的快速开展,对信息通讯起到了促进效果。射频宽带扩大器一般应用于播送、电视、无线通信体系和射频信号发生器中,首要特色是在很宽的频带规模内,能够完成阻抗匹配,增益的崎岖改动很小。传统选用负反应和集成宽带可控增益扩大器技能计划,因为其内部一般是由固定增益扩大器和电阻衰减网络组成,增益调理规模和作业带宽
均遭到必定约束。本规划计划经过宽带乘法器调理增益,很好地处理了这一问题。
1 体系规划框图
全体规划计划如图1所示。输入信号进入前级扩大器OPA2695,经过三级接连扩大,终究进入相乘系数可调的乘法器AD835,经过调整相乘系数完成增益可调的扩大功用。
2 体系理论剖析
2.1 前级扩大器
体系前级扩大器电路如图2所示。由图2可知,前级扩大器的增益为:
体系通频带由三级OPA2695、AD835一起决议,由频率响应公式可知体系增益与频率的关系为:
式(1)中,Av1、Av2、Av3别离为前三级扩大器的增益,Av4为后级乘法器的增益,这个增益是能够经过调整份额电阻和单片机DA输出来调整的。
式(5)中f2695_1、f2659_2、f2695_3、f835别离是器材中响应运放的通频带,|AuI|为扩大器链路中各级扩大器的中频电压扩大倍数。
前级同相扩大电路选用双电源供电。信号输入端接50Ω电阻R1,完成扩大器与信号源的阻抗匹配。R2和R3确认扩大器增益。50Ω电阻R4是级间匹配电阻。R5是0Ω电阻,起到按捺噪声和防止扩大器自激振荡的效果。第二级扩大器的结构与榜首级相似,R6是50Ω匹配电阻,增益Av2=20lg(1+R8/R7),R9是级间匹配电阻,R10是防自激、按捺噪声的0Ω电阻。第三级扩大器与前两级相似,不再赘述。
电路中为了有效地防止呈现自激现象、确保电源的安稳,在前级运算扩大器的正负电源引脚上别离加了10μF和100nF的滤波电容,除此之外在正负电源之间跨接了100nF匹配电容C1,起到改进扩大器二次谐波输出的效果。
2.2 后级增益可调电路
后级增益可调电路如图3所示。宽带乘法器选用AD835芯片,电阻R18和R19确认乘法器的扩大倍数,C10为补偿电容,C13、C14、C15、C16别离是电源滤波%&&&&&%。经过前级扩大器扩大之后的信号从乘法器y1输入,与单片机输出的DA电压x1相乘后,终究从w端输出。输出电压为:
其间,U为份额系数,一般取1.05。由电路的接法可知,x2=y2=0。由此可知,本增益可控宽带扩大器的带宽与乘法器芯片密切相关。
3 电路参数规划
前级扩大器选用两片OPA2695芯片,OPA2695是电流反应型扩大器,具有带宽规模大、转化速率快、低功耗的特色。在GAIN=+2V/V的情况下,带宽到达850MHz,在GAIN=+8V /V的情况下,带宽到达450MHz。根据以往的经历,终究确认前级扩大倍数Av1=14dB,Av2=26dB,Av3=20dB,总的增益能够到达60dB。电阻R2=56.2Ω、R3=220Ω、R7=56.2Ω、
R8=1.2kΩ、R12=56.2Ω、R13=510Ω。这样规划增益能够削减电路的总噪声,进步电路作业的安稳性。
后级的AD835乘法器,具有跨导线性中心,支撑三线XYZ线性电压转化,并能够驱动负载输出,带宽为250MHz,基本功用是W=XY+Z,由实践电路衔接,Vout=Vg*Vin。Vg的电压改换规模从-1V到1V,能够完成全体电路从0dB~60dB的增益可调。被前级扩大的信号输入到乘法器的y1端口,单片机操控DA输出作为相乘的电压,输入到乘法器x1端口,用于完成对扩大器总增益的线性调理。电路中R18=97.6Ω、R19=300Ω、C10=33pF。
4 测验办法与测验成果剖析
测验用的PCB经过细心的布局,尽量防止各种噪声搅扰,留意单点接地、电源阻隔、各模块之间运用同轴电缆相连等细节问题,终究自己焊接测验。
4.1 测验办法
测验频带内增益崎岖:调理增益≥60dB,用高频函数发生器SP1501给体系输入信号,用高频毫伏表SP2271和高频示波器MSO-X 2022A丈量输出,改动高频函数发生器的信号频率,用高频示波器调查和丈量输出崎岖。
测验输入输出阻抗:输出端参加负载,丈量参加负载后的输出电压。
4.2 测验成果及剖析
通频带内增益崎岖增益≥60dB。测验成果如表1所示。
由表1可知,规划的体系增益可调规模是0dB~60dB,并且在通频带内增益崎岖1dB,体系功能安稳,带宽>100MHz,下限频率0.3MHz,上限频率>100MHz。
5 结束语
本宽带扩大器的长处是固定增益电路和增益调理电路别离,充分利用固定增益扩大器级联后的高增益、宽带宽特色和乘法器的宽带宽优势,将固定增益扩大电路扩大后的信号与单片机DA输出信号在乘法器中相乘,经过调理DA信号完成对扩大器全体增益的调理,处理了传统增益和带宽受限的问题。