一种带宽直流放大器的设计

摘要： 设计了一种由前置放大电路、可预置增益放大电路、低通滤波电路、后级放大电路、直流稳压电路及单片机控制电路组成的带宽直流放大器。其中增益放大电路由两级可变增益宽带放大器AD603 组成，增益的预置由单片机实现， 滤波器采用二阶巴特沃思滤波器， 而后级放大电路可将输出电压有效值放大到10 V。整个设计实现了最大电压增益AV≥60 dB，并且增益连续可调，其制作成本低、电源效率高。

　　带宽放大器是指工作频率上限与下限之比远大于l 的放大电路。这类电路主要用于放大视频信号、脉冲信号或射频信号。本文提出了一种以可变增益放大器VGA AD603 为核心，结合外围模拟及数字电路实现宽带放大器的设计方法， 带宽可达10 MHz。

　　1 系统整体设计

　　该系统由前置放大、可预置增益放大、低通滤波器、后级放大、直流稳压模块和单片机控制与显示模块六大部分构成。具体电路结构如图1 所示。

图1 系统框图

　　2 方案论证与设计

　　2.1 可控增益放大器方案选择

　　方案一：DAC 控制增益。该方案从理论上讲， 只要D/A 的速度够快、精度够高就可以实现很宽范围的精密增益调节。但是控制的数字量和最后的增益（dB） 不成线性关系而是成指数关系， 造成增益调节不均匀、精度下降， 且其增益动态范围有限， 故不采用； 方案二： 使用控制电压与增益成线性关系的可编程增益放大器PGA，用控制电压和增益（dB） 成线性关系的可变增益放大器来实现增益控制。用电压控制增益， 便于单片机控制， 同时可以减少噪声和干扰。

　　综合比较， 选用方案二， 采用可变增益放大器AD603作增益控制放大器。