标题:
基于MSP430控制器宽带放大器
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作者:
wxg1988
时间:
2012-9-21 14:13
标题:
基于MSP430控制器宽带放大器
宽带直流放大器
一、系统方案
1.
题目任务要求及相关指标的分析
本题要求制作一个高增益的宽带直流放大器,该放大器在带宽范围内有较好的线性度、较大的输出幅度和较强的负载驱动能力。另外,能够步进和预置增益值,并能够数字显示。发挥部分希望能够进一步提高增益,提高输出电压的幅度,减少噪声。此题的指标较多,要求较高,重点和难点如下:
(1)
对宽带信号(0~10MHz)进行可变增益放大。
(2)
在50Ω负载下,输出电压有效值≥10V。
(3)
进一步提高增益,提高输出电压的幅度。
2.
比较与选择
(1)
宽带
可控增益放大器方案选择
方案一:采用可编程增益放大器THS7001制作实现,它是一款引脚电平编程增益的运算放大器,它有3个增益控制脚,当3个增益脚上电平编码从000变至111时,增益以6dB为单位从-22dB变至22dB。
方案二:采用可控增益放大器AD603制作实现,它是一款低噪声、精确控制的可变增益放大器,其增益与控制电压呈线性关系,可以方便地利用DAC输出电压控制放大器的增益,单片AD603增益范围为40dB,如果使用两片AD603级联的方式进行设计制作,可达到80dB的动态增益范围。
由于题目中要求在0~60dB的增益范围内能连续可调,方案一不能做到连续增益,方案二则可以做到;方案二电路条理清晰、控制方便,而且两片AD603级联80dB的动态增益范围也给进一步提高放大器的电压增益提供了必要条件,所以系统选用方案二。
(2)
功率
放大器
方案选择
方案一:
使用
分立元件搭建的功率放大电路,这种方法制作成本低,但是电路制作比较复杂,而且稳定度和精度难以达到很高。
方案二:采用多级集成电流型运放并联推挽的方法,AD811是一款宽带电流反馈运算放大器,可以±18V进行供电,为输出10V有效值的正弦波提供了可能;单片AD811可以输出100mA电流,为驱动50Ω负载提供了可能;而且采用集成运放,
稳定度和精度较高
。
为了达到更高的
稳定度和精度,
系统选用方案二。
3.
总体方案描述和系统总框图
本系统最前级为一级AD603的可编程放大,其后为滤波器,通过程控选择-3dB带宽为5MHz或10MHz的滤波器来确定系统的带宽,而且滤波器有-12dB衰减的作用以匹配前后电压,其后为第二级AD603,由于AD603的增益范围为-10dB到30dB,所以通过第二级AD603之后的增益范围为-32dB到48dB;之后有一级调零电路用来抑制直流零点漂移;后面的放大与功率放大的总增益可程控选择为32dB或42dB,这样理论上就可以达到0dB到90dB的增益范围,实际制作也达到了0dB到90dB的增益范围
。
控制系统为MSP430F449单片机、键盘和LCD显示屏组成的最小系统,具有控制方便、功耗低的特点
。
另外,还制作了满足放大器要求所用的直流稳压电源。具体方案流程图见图
1-1
。
图
1-1
系统总框图
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