毕业设计（论文）-高频功率放大器.doc

PAGE  摘 要 随着社会生产力的发展，人们迫切地要求在远距离随时随地迅速而准确地传送信息。于是，无线通信技术得到了迅猛的发展，技术也越来越成熟。而高频放大器是上述通信系统和其它电子系统必不可少的一部分。如在发射设备中，就要用高频功率放大器将信号放大到所需的发射功率；在接收设备中，就要高频小信号放大器将非常微弱的信号放大。由此可知，高频放大器在通信系统中起着非常重要的作用，于是人们对它的要求也越来越高。 该题目的基本要求是：3dB通频带为10kHz～6MHz；基本增益为40dB，可步进调节，步进间隔为6dB；可预置增益值，并显示；最大输出电压≥3V；输入阻抗≥1kΩ；负载电阻为600Ω；单端输入、单端输出。此要求并不难，有多种方案可以实现，如：①采用场效应管作增益控制，高电压输出的集成运放作功率放大，高速ADC对电压进行采样并计算有效值；②采用可编程放大器作增益控制，分立元件实现功率放大，用集成真有效值变换芯片测有效值输出；③利用可编程增益放大器作增益控制，分立元件实现功率放大，用二极管包络检波法进行峰值检波计算有效值等等。 我们选用了第三种方案进行设计。本设计也就是一个宽带放大器，利用可变增益宽带放大器AD603来提高增益和扩大AGC控制范围，通过软件补偿减小增益调节的步进间隔和提高准确度。输入部分采用高速电压反馈运放OPA642作跟随器提高输入阻抗，并且在不影响性能的条件下给输入部分加了保护电路。使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激。功率输出部分采用分立元件制作。整个系统通频带为1KHz～20MHz，最小增益0dB，最大增益80dB。增益步进为1dB，60dB以下预置增益与实际增益误差小于1dB。不失真输出电压有效值可达9.5V，输出4.5～5.5V时，AGC控制范围为66dB。 关键词：高频 宽带 放大器 高频放大器 宽带放大器 目 录 1 前言 1 1.1 放大器的发展 1 1.2 放大器的分类 1 1.3 放大器的主要技术指标 2 1.4 本设计指标要求 3 2 方案论证与比较 3 2.1 增益控制部分 3 2.2 功率输出部分 5 2.3 测量有效值部分 5 2.4 自动增益控制 6 2.5 系统整体框图 6 3 理论分析与参数计算 6 3.1 AD603简介 6 3.1.1 AD603的主要特点 6 3.1.2 AD603的工作原理 7 3.1.3 AD603应用要点 8 3.2 电压控制增益的原理 8 3.3 AGC的介绍 8 3.3.1 AGC的工作原理 8 3.3.2 AGC的性能指标 9 3.4 正弦电压有效值的计算 9 4 系统各模块电路的设计 9 4.1 输入缓冲和增益控制部分 9 4.1.1 输入缓冲部分 10 4.1.2 增益控制部分 10 4.2 功率放大和峰值检波 11 4.2.1 功率放大部分 11 4.2.2 峰值检波部分 12 4.3 系统控制部分 13 4.3.1 单片机 13 4.3.2 A/D转换部分 14 4.3.2.1 A/D芯片选取 14 4.3.2.2 ADC0832简介 15 4.3.2.3 A/D模块的电路原理 16 4.3.3 D/A转换部分 17 4.3.3.1 D/A芯片选取 17 4.3.3.2 TLC5620简介 19 4.3.3.3 D/A模块的电路原理 21 4.3.4 显示部分 21 4.4稳压电源部分 22 5 软件部分设计 23 5.1 A/D模块程序设计 23 5.2 D/A模块程序设计 25 5.3 显示模块程序设计 26 6 高频电路抗干扰措施 26 7 系统调试与测试结果 26 7.1 测试方法 26 7.2 测试数据 27 7.3 数据误差分析 28 8 总结 28 致谢 29 参考文献 30 英文摘要 31 附录一 32 附录二 46 毕业论文（设计）成绩评定表 1 前言 1.1 放大器的发展 众所周知，放大器是音响、有线电视、无线通信等系统中必不可少的设备。现在，让我们伴随着音响的发展来看看放大器的发展吧。 自1877年爱迪生发明留声机至今已有127年了，前70年音响发展缓慢且大多停留在象牙塔中，后50余年进入民间，发展日新月异。自从1927年贝尔实验室发表了划时代的负反馈技术后，声频功率放大器开始进入一个崭新时代。1947年，威廉逊（Williamson）在英国《无线电世界》发表了划时代的《高保真放大器设计》一文，介绍了一种电子管功率放大器，成功地应用了负反馈技术，其失真度仅为0.5%，音色之靓，堪称古典功放之皇。 自威廉逊的论文发表后4年，美国《Audio》杂志刊登了把超线性放大器经过适当变形后与威