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2009全国大学生电子设计大赛C题-直流放大器
刘辰飞羽
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2.1增益带宽积
增益带宽积=增益×带宽。本次设计发挥部分要求3dB的通频带为0~10MHz，当运放器件工作到了一定频率的时候会因为内部工艺或其他的分布电容等因素而造成放大倍数下降，因此我们选用高增益带宽积的运放。AD8056、AD811具有高增益带宽积、低噪声、低失真、低相位误差的特点，AD8056的3dB通频带为140MHz，当增益为5时，带宽为16MHz左右，AD810增益为2时，3dB通频带为120MHz，完全满足题目3dB通频带0~10MHz的要求。
2.2通频带内增益起伏控制
我们选用高宽带的运算放大器AD8056与AD811，当信号频率较宽时，通常运放会在通带截止频率处有明显过冲，因此采用多级级联，从而获得良好的通带平展性。还可以在输入端串联小电阻或在输出端接负载来控制通频带内增益的起伏。
2.3线性相位
从系统的频率响应来看，就是要求它的相频特性是一条直线。题目要求放大器的带宽可预置并显示（至少5MHz、10MHz两点），比较各滤波器类型可知，贝塞尔滤波器波特图中通带起伏小，阻带衰减大，在群延迟特性图中，通带内延迟平坦，且表现出最平坦的群延迟特性（延迟小于18ns），其相频也具有良好的特性。
2.4抑制直流零点漂移
运放偏置电流过大，电路放大倍数大，电源电压不稳，信号线过长均会造成直流零点漂移。为了减小直流零点漂移，我们采用低偏置电流的运放AD8056、AD811实现固定增益的放大。在电路中加入调零电路，使电路具有良好的直流特性。
2.5放大器的稳定性
题目要求在较宽的频带范围内具有良好的通带平展性，在电路设计中选用低失真度、低噪声的运放以及选择低温漂的金膜电阻，尽量减小信号线的长度，对电源进行去耦设计等措施以保证放大器的稳定性。
三、系统的硬件设计
3.1放大电路的设计
该电路前端加保护电路保护运放。有源放大采用同相输入接法，可提高输入阻抗，增大共模抑制比。电路如图3.1所示，电压放大倍数为：Au=1+RA1/RA6=1+910/100≈10
通过单片机控制继电器实现0dB、20dB、40dB的放大功能。反馈电阻RA1的选择，原则上不能太大，若阻值太大，则寄生的电感电容也会很大，会限制带宽；也不能太小，若阻值太小，容易造成幅度过冲。为了减小电源和地线对高频信号的干扰，电路加入去耦电容
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