2 方案论证
2.1 功能要求
(1)输入阻抗大于50W,负载电阻50 W
(2)0~9MHz频带内增益波动小于1dB
(3)最高增益大于60dB,增益范围为-10~60dB
(4)最大输出电压有效值≥2V
2.2 集成运算放大器的选择方案和论证
2.2.1 中间级程控增益放大方案
方案一:可编程的增益放大器包括多个高速运算放大器和模拟开关。它能通过模拟开关的控制,选择不同的反馈电阻来控制增益。该方案较为简单且易操作,但模拟开关的导通电阻较大,每个通道信号相互干扰的可能性极大,从而影响通频带宽。若要使增益连续可调,那么整个结构将更加复杂且不易实现。
方案二:采用电压控制的增益放大器AD603。该放大器噪声低,频带宽,增益精度(在通频带内的增益变化小于或等于1 dB)高。同时,AD603控制电压的高输入端电阻能有效提高其增益控制电压的精度。综上所述,该放大器AD603适用于程控放大器的增益调节。
该方案由单片机来控制输出直流电压的精度,从而控制AD603的放大倍数。设计中将两片AD603级联,使得增益在10~60dB范围内连续可调,满足题目要求。
综上所述,本设计采用方案二。
2.2.2 后级功率放大方案
设计要求在50W负载电阻上的最大输出电压正有效值Vo≥2V,同时波形没有明显失真,因此要将输出进行功率放大。
方案一:互补三极管发射级跟随输出。两个三极管轮流给负载电流供电,工作效率高。输入信号通过耦合到三极管的基极,所以交流、直流信号都可以遵循。但由于信号范围不广,在高频时振幅会有少许衰减。 源'自:优尔-/论|文'网"]www.youerw.com
方案二:由宽带电流反馈型运算放大器AD811[3]和高速电流缓冲BUF634构成。BUF634是一种高速单位增益开环 缓冲器, 它可用于到运算放大器的反馈环路内 增加输出电流,消除热反馈 改善电容负载驱动。 对于低功耗应用,BUF634经营 1.5毫安静态电流250mA输出, 2000V/ms压摆率和30MHz带宽。带宽 可以从30MHz到180MHz的调整 V型和BW引脚之间连接一个电阻。 输出电路是完全由内部电流保护 限制和热关机坚固性和 易于使用。四级BUF634并联,采用+-18V供电,保证了带负载的能力。其最大输出电流为250mA,单位增益带宽范围30M~180M。通过并联两片BUF634来增强电路的驱动能力,使得在50W负载电阻上的输出波形无失真。
综上所述,方案二能够完全满足设计要求,故选择方案二。
3 主控制器及外围器件
3.1 AT89C52单片机
AT89C52是一款低电压,高性能CMOS 8位处理器[4]。其主要特性如下:
1、与MCS-51兼容
2、具有8kB Flash ROM
3、具有32个双向I/O口
4、具有256×8bit内部RAM
5、具有3个16位可编程定时/计数器中断;
6、时钟频率范围:0~24MHz
7、具有2个串行中断和可编程UART串行通道;
8、具有2个外部中断源,共有8个中断源
9、具有低功耗空闲和掉电模式及软件设置睡眠和唤醒功能
10、具有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等封装形式