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 4.3.2.1 A 4.3.2.2 ADC0832简介 15 4.3.2 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廉逊放大器相结合的电路。其超线性设计，大大地降低了非线性失真。可以认为威廉逊