硬件设计热门培训内容之宽带直流放大器


1.滤波电路计算


    本设计通频带内起伏控制主要含两个方面:放大器带内平坦度和滤波器幅频特性。


    各级放大器带内平坦度:所使用的放大器OPA820和VCA810具有低噪的功能,THS4051具有低失真的功能,因此通带内的纹波开始不会很大,只可能来源于滤波电路参数的设置。


    滤波器的幅频特性:基于题目要求的频率较高,对滤波器有三点要求,即截止频率较高,通带内较平坦,从1 dB到3 dB做到尽量陡峭。基于这些要求,系统选择椭圆LC滤波器来实现不同带宽的切换。


    鉴于目前做滤波器的软件比较丰富,利用Filter Solutions实现各项参数的计算和阶数的设定,并且绘出电路图。


    滤波器软件先完成初步设计,在Multisim11.0中仿真,把各分立元件调整到适当的标称值,完成最终设计。但实际制作中,由于各分立元件的寄生参数和Q值不够理想,而使得实际做出来的滤波器与仿真的效果差异比较大。所以设计时各分立元件挑选寄生参数小而高Q值的,并且留有一定的调整余地。


2.滤波模块


    椭圆滤波器通带与阻带之间过渡带陡峭,因为此无源滤波器参数设置较为复杂,手工算易出差错,所以用Filter solution软件通过设置题目要求的参数值和截止频率等可以设计出相对合适的参数,电路图确定出后用Multism仿真软件进行仿真,达到效果再实物焊接,如果实际测试不符合要求,则通过替换电容值来修改滤波器的截止频率,从而满足题目要求为止,输出部分的电阻要远大于输入部分的电阻,这样可以减弱信号经过滤波器后的衰减,当然,电感的感抗在信号频率很高时也会有大的影响,所以输出电阻的取值尽量大些。


3.功率驱动模块


    采用三片THS3091运放并联用以输出较高的电流来驱动负载,三级运放做到尽量对称,输出端串联2欧姆的小电阻起到均衡输出电流的作用。


4.直流稳压电源设计


    采用LM317、LM337制作直流稳压电源,最大输出的电流为1.5A,满足为系统供电的要求,并且输出电压值可调,本系统设置±5V、±15V两四个电压值即可。


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