什么是宽带直流放大器?
在现代电子设备、通讯设备和科研生产中常需要利用放大电路将传感器输出的微弱信号或通信接收端接收到空中微弱的信号进行提取、放大。只有将信号放大到一定程度才能满足后级设备的要求,使分析结果正确。同时很多设备还要求具有一定输出功率,才能驱动后级设备或使通信的发射端将信号有效传输到接收端。然而面对多种多样的放大要求,现在的放大电路难以在频带、增益动态范围、功率等参数满足设计要求。为此,这里设计一种宽带直流放大器,该直流放大器的频率从0 Hz到10 MHz,增益调节范围为0~75 dB,带宽可设置为5 MHz或10 MHz两种,后级功率放大电路可输出20 V的峰峰值。该系统成本低廉,精度高,满足一般生产科研实验要求,可应用于多种场合,具有推广性。 1 系统设计方案 1.1 可控增益放大 可控增益放大由可变增益放大器(VGA)AD603实现的。AD603具有单通道、宽频带、低噪音、低畸变、高增益精度等特性,其内部是由R-2R梯形电阻网络和固定增益放大器构成,施加在其梯型网络输入端的信号经衰减后,由固定增益放大器输出,增益量是由增益控制接口参考电压决定;而该参考电压是通过单片机进行运算并控制D/A转换器输出其控制电压来获得的,从而实现较精确的数字控制。此外AD603能提供由直流到30 MHz以上的工作带宽。电路集成度高,易于单片机控制,稳定性好,满足系统要求。 1.2 后级功率放大 采用多片集成运算放大器并联组成后级功率放大电路,通过改变放大器的增益实现不同倍数放大,多片放大器并联可提供较大的输出电流。多片集成运算放大器并联放大电路结构较为简单,易于实现,且输出波形可无明显失真。该系统选用高压低失真电流反馈型放大器THS-3091,最大驱动电流可达350 mA,3片THS3091最大可提供为l050mA的电流,完全满足系统设计要求。 1.3 滤波电路 根据系统设计要求,需要一个5 MHz和10 MHz的低通滤波器,一般集成滤波器和有源滤波电路都难以达到上述带宽要求,且价格高。因此,该方案采用七阶无源椭圆滤波器,该滤波器具有结构简单、成本低廉、带宽大,稳定性好,波动小等特点。并利用滤波器设计软件filter solution快速设计出通带波动小阻带衰减大的滤波器。 2 系统硬件电路设计 系统总体设计方案如图1所示,该系统由前级信号调理电路、可控增益电路、加法器电路、滤波选择电路、后级程控放大电路和后级功率放大电路组成。 该系统设计的前级信号调理电路可对输入信号进行阻抗匹配以及10倍放大,以提高输入信号的信噪比;可控增益放大电路是以AD603为核心组成的,可对输入信号实现-10~+30 dB的放大;加法器电路可实现对信号的零点漂移的有效调节,从而抑制零点漂移;以继电器为核心的滤波器选择电路可实现对信号的带宽为5 MHz或1O MHz的选择;由MAX309和THS309l组成的后级程控放大电路可对信号分别实现0.01,0.5,5,10倍的放大;功率放大电路由3片THS3091并联构成,驱动50 Ω负载,输出信号峰-峰值可达20 V且无明显失真。 2.1 可控增益放大电路 可控增益放大电路是以可变增益放大器AD603为核心,信号直接输入AD603的引脚3,引脚2输入偏置电压,并联10 μF电容构成低通滤波器滤除输入电压噪音,引脚1的电平通过16位高精度D/A转换器MAX541来调节增益放大,该的基准电压是MAX6225的输出电压。AD603的5引脚与7引脚短接使其工作增益范围为-10~+30 dB,带宽为90 MHz状态下,而其供电电压通过10μF和0.1μF并联接地去耦,提高系统稳定,抑制自激,如图2所示。 2.2 后级程控放大电路 后级程控放大电路主要由模拟开关MAX309和THS3091构成,MAX309导通电阻约100Ω,可通过10 MHz以上的信号,容性负载小,使用方便,易于编程,可通过FPGA对MAx309进行开关选通,前级为同相放大,放大倍数为2倍,有利于信号隔离和传输,提高驱动负载能力,该电路可对输入信号实现0.01、0.1、1、10倍的放大,如图3所示。 2.3 后级功率放大电路 后级功率放大电路由3片THS3091并联构成,±15V供电时,最大输出电压峰峰值可达20 V,根据该器件数据资料,THS3091输出电流最大可达350 mA,为了达到输出功率的要求,使用3个THS309l进行并联,负载电阻由4只200Ω电阻并联组成。信号由同相端输入,增益设置为3.8倍,起到隔离和放大信号的作用。如图4所示。 3 系统软件设计 本系统软件部分由以单片机为核心的最小系统构成,进入欢迎界面后通过ENTER键可进入主菜单界面。通过不同的按键可选择不同的软件设置,系统软件设计有两档校准放大电路中零点漂移,自动校准和手动校准。按键2可对放大系统带宽进行选择,按键3可选择增益调节方式为手动连续调节,按键4可对电压增益进行预置,预置范围为0~75 dB,步距为5 dB。对系统所有设置可实时显示,人机交互界面友好,软件设计详细流程如图5所示。 4 测试方案与测试结果 4.1 测试条件 对该带宽直流放大器在28℃室温的环境下进行测试,其而测试仪器及型号如下:直流稳压电源,SGl733SB3A;60 M示波器,Tektronix TDS1002;数字信号源,Tektronix AFG310;PC机,联想WindOWS XP;仿真机,E51/S伟福仿真机。 4.2 测试结果 表1给出在放大器的通频带为5 MHz,输入信号有效值为20 mV,预置增益放大为40 dB的测试条件下,改变其输入信号的频率,所测得的输出信号的峰峰值;表2给出在放大器的通频带为10 MHz,输入信号有效值为5 mV,预置增益放大为60 dB的测试条件下,改变其输入信号的频率,所测得的输出信号的峰峰值。其最大输出电压峰峰值为20 V。 5 结束语 以VGA AD603为放大器核心的宽带直流放大器,实现了对0~10 MHz正弦信号的0~75 dB放大,带宽可设置为5 MHz或10 MHz两种,在50Ω负载下最大输出电压峰峰值为20 V。如果采用MSP430F449代替以单片机AT89C55WD和FPGA构成的最小系统的控制可以增加性价比,同时可进一步减小噪声。后级功率放大电路可采用±18 V代替±15 V,可进一步将信号的峰峰值提高到28 V以上,同时后级应采取一些保护措施(如加风扇)减小后级电路的温度,增强系统稳定性。该系统设计采用PCB制作,可增加抗干扰性,抑制自激,具有广泛的市场空间。
宽带放大器和宽带直流放大器有什么区别?还有耦合关系什么的,求高手解释一下!
宽带直流放大器能放大的信号频率最低极限可以达到0Hz,它属于直接耦合,且其工作频率范围较宽。 宽带放大器仅仅工作频率范围宽,不一定能对直流信号或者频率很低的信号进行有效放大,如它的耦合方式为直接耦合,那就是宽带直流放大器,如果是电容耦合,它就不能对直流信号或者频率很低的交流信号进行有效放大了。
宽带直流放大器是什么意思
你好,这里有答案: http://www.dzsc.com/data/html/2010-9-1/85293.html
宽带放大器和直流宽带放大器有何区别???
工作频率上限与下限之比甚大于1的放大电路。习惯上也常把相对频带宽度大于20%~30%的放大器列入此类。这类电路主要用于对视频信号、脉冲信号或射频信号的放大。用于电视图像信号放大的视频放大器是一种典型的基带型宽带放大器,所放大的信号的频率范围可以从几赫或几十赫的低频直到几兆赫或几十兆赫的高频。这类放大器通常以电阻器为放大器的负载,以电容器作级间耦合。为了扩展带宽,除了使其增益较低以外,通常还需要采用高频和低频补偿措施,以使放大器的增益-频率特性曲线的平坦部分向两端延展。可以归入宽带放大器的还有用于时分多路通信、示波器、数字电路等方面的基带放大器或脉冲放大器(带宽从几赫到几十或几百兆赫),用于测量仪器的直流放大器(带宽从直流到几千赫或更高),以及音响设备中的高保真度音频放大器(带宽从几十赫到几十千赫)等。用于射频信号放大的宽带放大器(大多属于带通型),如雷达或通信接收机中的中频放大器,其中心频率为几十兆赫或几百兆赫,通带宽度可达中心频率的百分之几十。 http://baike.baidu.com/view/122746.htm 直流宽带放大器 UWB技术是一种与其它技术有很大不同的无线通信技术,它将会为无线局域网LAN和个人域网PAN的接口卡和接入技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术。超宽带技术解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题,它开发了一个具有对信道衰落不敏感;发射信号功率谱密度低,有低截获能力,系统复杂度低,能提供数厘米的定位精度等优点。UWB尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入和军事通信应用中。 虽然超宽带的描述并不详细,它确实有助于将这项技术与传统的“窄带”系统分隔开,或者是更新的主要是指文献中描述的未来3G蜂窝技术的“宽带”系统。关于超宽带和其它的“窄带”或者是“宽带”主要有两方面的区别。一是超宽带的带宽,在美国联邦通信委员会(FCC)所定义比中心频率高25%或者是大于 1.5G赫兹。很清楚,这一带宽明显大于目前所有通信技术的带宽。二是,超宽带典型的用于无载波应用方式。传统的“窄带”和“宽带”都是采用无线电频率(RF)载波来传送信号,频率范围从基带到系统被允许使用的实际载波频率。相反的,超宽带的实现方式是能够直接的调制一个大的激增和下降时间的“脉冲”,这样所产生的波形占据了几个GHz的带宽。 UWB无线通信技术与现有的无线通信技术有着本质的区别。当前的无线通信技术所使用的通信载波是连续的电波,形象地说,这种电波就像是一个人拿着水管浇灌草坪时,水管中的水随着人手的上下移动形成的连续的水流波动。几乎所有的无线通信包括移动电话、无线局域网的通信都是这样的:用某种调制方式将信号加载在连续的电波上。 与此相比,UWB无线通信技术就像是一个人用旋转的喷洒器来浇灌草坪一样,它可以喷射出更多、更快的短促水流脉冲。UWB产品在工作时可以发送出大量的非常短、非常快的能量脉冲。这些脉冲都是经过精确计时的,每个只有几个毫微秒长,脉冲可以覆盖非常广泛的区域。脉冲的发送时间是根据一种复杂的编码而改变的,脉冲本身可以代表数字通信中的0,也可以代表1。 超宽带技术在无线通讯方面的创新性、利益性具有很大的潜力,在商业多媒体设备、家庭和个人网络方面极大地提高了一般消费者和专业人员的适应性和满意度。所以一些有眼光的工业界人士都在全力建立超宽带技术及其产品。相信这一超宽带技术,不仅为低端用户所喜爱,而且在一些高端技术领域,如雷达跟踪、精确定位和无线通信方面具有广阔的前景。 从时域上讲, 超宽带系统有别于传统的通信系统。一般的通信系统是通过发送射频载波进行信号调制,而UWB 是利用起、落点的时域脉冲(几十n s) 直接实现调制, 超宽带的传输把调制信息过程放在一个非常宽的频带上进行, 而且以这一过程中所持续的时间, 来决定带宽所占据的频率范围。由于UWB 发射功率受限, 进而限制了其传输距离, 据资料表明,UWB 信号的有效传输距离在10m 以内, 故而在民用方面,UWB 普遍地定位于个人局域网范畴。 从频域来看, 超宽带有别于传统的窄带和宽带, 它的频带更宽。窄带是指相对带宽(信号带宽与中心频率之比) 小于1% , 相对带宽在1% 到25% 之间的被称为宽带, 相对带宽大于25% , 而且中心频率大于500MHz的被称为超宽带。表1表示这三个概念 信号带宽/中心频率 窄带 ≤1% 宽带 %1≤…≤25% 超宽带(UWB) ≥25%或带宽≥500Mbps 对此也不懂,网上找的资料,你参考下。
宽带直流放大器百度百科说是放大直流或变化缓慢的交流信号,那为什么还有带宽的要求?
直流放大器,宽带直流放大器,宽带放大器是三种不同特性的放大器。如果信号是有直流的同时又含有交流分量、或信号是交流的同时又含有直流分量,那就要用宽带直流放大器。其实真真的信号就是交直流混杂的,信号处理往往是按那一个为主进行取舍,是一种简化的方法,是有失真的,只不过失真能够容忍罢了,带来的好处是简单经济