宽带直流放大器（C题）(2)

4．4控制与显示电路：

题目发挥部分要求增加数控模块，故采用4*4矩阵键盘作为控制输入部分，单片机作为控制处理部分，CH451驱动数码管作为控制显示部分，DAC902作为最终控制部分构成控制与显示电路，单片机根据键盘输入的键值做出相应的增益步进调节，将处理后的信号送给DAC902转换成实际的控制电压，并将此调节后的理论增益值用数码管显示。（见附录图4和图5）

4． 5软件设计:本系统软件流程图

图4 系统软件流程图

5测试方法与测试结果

5．1 测试仪器：扫频仪，数字示波器，低频信号发生器，高频信号发生器，4位半数字万用表。

5．2 测试条件：测试环境：实验室条件下环境温度为常温25℃，无强电磁干扰，由市电220V 供电，通过自制直流稳压电源转化为±5V ，±15V，±18V对系统供电。 5．3 测试方案及结果：

（1）测试输出电压有效值：使用信号发生器对本系统提供输入信号，注意控制输入信号的幅值，使用示波器对本系统的输出信号进行检测。（见表1）

表1 输出电压测量 输入信号电压（mV） 测量次数 输出信号电压（V） 1 20 13.7 2 15 11.3 3 10 9.6

（2）测试3dB通频带已以及系统的增益控制范围：使用扫频仪对系统进行幅频特性曲线，以

及在通频带内增益控制范围的测量。（见表2）

表2 幅频特性与增益控制 信号频率（Hz） 实际增益（dB） 预置增益（dB） 误差（⊿dB） 0 61.6 60 1.6 500 61.1 60 1.1 1k 60.9 60 0.9 10k 61.0 60 1.0 100k 60.8 60 0.8 1M 61.2 60 1.2 2M 60.7 60 0.7 5M 60.8 60 0.8 8M 60.9 60 0.9 9M 61.0 60 1.0 10M 58.6 60 -1.4 由测试结果可知，3dB通频带宽可达到10M，增益波动≤1dB，满足题目要求。 5．4 测试结果分析：

测试结果表明，本系统在通频带0~10MHz时达到了所设计的60dB最大增益,但从测试数据可以看出，在信号频率接近10MHz时信号的增益不再稳定的保持不变，开始出现了缓慢的衰减，推断此现象由AD603的最大增益决定，AD603两级级联，最大增益为60dB左右，所以，想要继续提高整个系统的增益需要进行多级级联，但如此很容易造成自激振荡或在电路内部产生噪声。

6 总结：

本系统采用以高带宽、可控增益运算放大器AD603为主的多级放大电路模块，AVR单片机ATmega16L为主控制器的数控增益调节模块，设计构成了一套宽带直流放大器。此放大器增益可达60dB，可放大0~10MHz的小信号，并有数控调节和手动调节两种增益调节方式，基本达到了题目要求的各项指标，运行可靠。 参考文献

[1] 高吉祥，唐朝京 《全国大学生电子设计竞赛培训系列教程——模拟电子线路设计》 电子工业出版社， 2007

[2] 童诗白，华成英 《模拟电子技术基础(第四版)》 高等教育出版社， 2006 [3] 黄智伟 《全国大学生电子设计竞赛训练教程》 电子工业出版社, 2005

附件：

附图1 ±18V直流电源

附图2 ±5V直流电源

附图3 单片机ATmega16最小系统原理图

附图4 4*4矩阵键盘控制电路

附图5 数码管驱动与显示电路