D题射频宽带放大器(题目解析)知识研讨.ppt

大学生电子设计竞赛系列讲座 射频宽带放大器;各位老师上午好！;第一部分 概述 第二部分 基础知识 第三部分 赛题解析;第一部分 概 述; 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； 1999年的测量放大器； 2001年的高效率音频功率放大器； 2003年的宽带放大器； 2009年的宽带直流放大器； 2013年的射频宽带放大器。 同时综合测评和其他赛题也包涵的放大器内容。 ;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“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”的赛题； 2、放大器是指标型的题目，参数要求灵活，实现方法多样。对参赛学生的基本功、实践经验、接受新技术、新器件的能力要求高；;该类竞赛题目的特点： 3、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。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。;第二部分 基础知识 ; 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驱动电路，以满足相关系统对模拟信号采集、调理的需求。 当选择设计放大器为训练方向时，则需要在宽带、高增益（可调）、高输出电压（或有输出功率要求）、阻抗匹配、失真、低噪声、带内增益起伏、矩形系数等指标提高上下功夫。 ; 包含信号调理电路、信号发生电路、有源滤波器、比较器。这部分内容还要考虑NE555芯片的应用。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，但题目中肯定会用上。在培训时，训练的典型电路越多越好。;1.选好合适的芯片，能取得事半功倍的效果。如03年宽带放大器一题，功能完成较好的作品均是采??了AD603作为中间放大级。09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AD603等芯片实现，但输出电压（功率）指标有新要求，需要采用THS3092，LT1210，BUF634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。 2．需要设计好整体方案。包括增益分配（动态范围），阻抗匹配、带内增益波动，09年和13年放大器均要求了带内增益波动≤1dB，噪声抑制和功率驱动。 3. 良好的制作工艺。布局、屏蔽、去耦、接地等。;第三部分---赛题解析 射频宽带放大器（D题） ;出题思想 1.上手容易，整体要有难度，并且难度要有梯度。 2. 改变目前学生培养的弱项，推动实验教学改革的发展（高频段）。 3. 体现技术发展趋势，和工程实际应用背景。（宽带，新器件，新技术，动态范围，阻抗匹配，工艺）。 4. 重点要求基本指标，包括增益（增益可调）、带宽和带负载能力（输出电压）。;一、任务 设计并制作一个射频宽带放大器。 二、要求 1．基本要求 （1）电压增益Av ≥20dB，输入电压有效值Ui ≤20mV。Av在0～20dB范围内可调。 （2）最大输出正弦波电压有效值Uo≥200mV，输出信号波形无明显失真。 （3）放大器BW-3dB的下限频率fL ≤0.3MHz，上限频率fH≥20MHz，并要求在1MHz～15MHz频带内增益起伏≤1dB。 （4）放大器的输入阻抗 = 50?，输出阻抗 = 50 ?。;2．发挥部分 （1）电压增益Av ≥60dB，输入电压有效值Ui ≤1 mV。Av在0～60dB范围内可调。 （2）在Av ≥60dB时，输出端噪声电压的峰峰值UoNpp ≤100mV。 （3）放大器BW-3dB的下限频率fL ≤0.3MHz，上限频率fH≥100MHz，并要求在1MHz～80MHz频带内增益起伏≤1dB。该项目要求在Av ≥60dB（或可达到的最高电压增益点），最大输出正弦波电压有效值Uo ≥1V，输出信号波形无明显失真条件下测试。 （4）最大输出正弦波电压有效值Uo ≥1V，输出信号波形无明显失真。 （5）其他（例如进一步提高放大器的增益、带宽等）。;3. 说明 1）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RL=50?条件下测试（要求RL阻值误差≤5 %），如负载电阻不符合要求，该项目不得分。 2）评测时参赛队自备一台220V交流输入的直流稳压电源。 3）建议的测试框图如图1所示，可采用点