基于AVR單片機(jī)的可預(yù)置程控寬帶直流功率放大電路方案設(shè)計

　　系統(tǒng)設(shè)計完成后，為了驗證寬帶直流功率放大器的指標(biāo)，采用SKl731型直流穩(wěn)壓電源、PM5139型20 MHz數(shù)字信號源、TDS1012型300 MHz數(shù)字示波器、VC9806型4位半數(shù)字萬用表等，對該系統(tǒng)的增益設(shè)置、通頻帶內(nèi)增益起伏、帶寬頻率特性、輸出噪聲電壓、放大器效率等進(jìn)行了測試。

　　4.1 增益測試

　　輸入有效值10 mV、頻率為1 MHz的正弦波信號，輸出接50Ω負(fù)載，從0 dB開始增大放大器增益，步進(jìn)為1 dB。用示波器測試輸出電壓，計算增益誤差。測試可得，輸出增益在0～60 dB內(nèi)連續(xù)可調(diào)，增益誤差最大為0.4 dB，最大輸出有效值為10.1 V。

　　4.2 通頻帶內(nèi)增益起伏測試

　　輸入有效值為10 mV的正弦波信號，輸出接50Ω負(fù)載，將放大器增益設(shè)置為60 dB，從0 Hz開始增大輸入信號頻率，步進(jìn)為1 MHz，用示波器測試輸出電壓，計算增益誤差。測試可得，在0～10 MHz頻帶內(nèi)最大增益起伏為0.5 dB。

　　4.3 帶寬頻率特性測試

　　輸入有效值為10 mV的正弦波，輸出接50 Ω負(fù)載，將放大器增益設(shè)置為60 dB，分別預(yù)置截止頻率為5 MHz、10 MHz，從0 Hz開始增大輸人信號頻率，步進(jìn)為1 MHz。用示波器測試輸出電壓，計算增益誤差。測試可得：在預(yù)置5 MHz通頻帶時5 MHz頻帶處增益衰減為2.9 dB，O～4 MHz內(nèi)最大增益起伏為O.5 dB;在預(yù)置10 MHz通頻帶時10 MHz頻帶處增益衰減為2.8 dB，0～9 MHz內(nèi)最大增益起伏為O.5 dB。

　　4.4 放大器效率測試

　　輸入有效值為10 mV的正弦波，輸出接50 Ω負(fù)載，調(diào)節(jié)放大增益為60 dB，將放大器正負(fù)供電電源均串入直流電流表，測得負(fù)載兩端電壓有效值為10 V，正電源電流為O.133 A，負(fù)電源電流為0.063 A?？捎嬎愠鲂蕿?8.O%。

　　4.5 測試結(jié)果分析

　　通過以上測試，可以看出該放大器成功解決了現(xiàn)有放大器在寬帶、直流、功率放大很難兼顧的問題，完全達(dá)到了項目的設(shè)計要求。究其原因，以下幾點(diǎn)很重要：在設(shè)計放大器供電電源去耦時采用π型電感、電容網(wǎng)絡(luò)，該去耦網(wǎng)絡(luò)對各頻段的電源噪聲都有良好的抑制效果;精心考慮放大電路的PCB布板，采取部分敷銅而不是全部敷銅，減小了寄生電容，使電路工作更穩(wěn)定;電路板間信號傳輸采用帶高頻屏蔽線的線纜，減小了信號的串?dāng)_;在信號輸入端采用SMA頭加高頻屏蔽罩進(jìn)行信號的連接，增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力。

　　結(jié)語

　　本文結(jié)合現(xiàn)在一般放大器的設(shè)計方案及存在的問題，論述了程控寬帶直流功率放大器各單元電路的詳細(xì)設(shè)計方法，提出大動態(tài)范圍、低失真的程控寬帶直流放大器的設(shè)計方案和實現(xiàn)方法。測試結(jié)果表明：該方案較好地解決了增益、直流寬帶、功率等放大器關(guān)鍵參數(shù)的矛盾，實測的系統(tǒng)各項指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求。