襄樊职业技术学院学报第９卷双月刊第５期２０１０年９月ｄｏｉ：１０．３９６９，ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１—９１４Ｘ．２０１０．０５．０１９一种宽带、高增益、低噪音功率放大器的设计孙玉轩１，孙雪婕２（１．海口经济学院信息工程学院，海口５７０２０３；２．南京邮电大学通信与信息工程学院，南京２１００４６）摘要：介绍了一种实现宽带、高增益、低噪音功率放大器的实现方案，该系统以ＡＴ８９Ｓ５２芯片为控制核心，采用仪表放大器ＩＮＡｌ２８作为输入级来减少噪声干扰，利用可变增益宽带放大器ＡＤ６０３组成中间级来提高增益和信噪比；末级功放管采用分立的大功率ＭＯＳ晶体管。本系统运行稳定，指标达到了设计要求，人机界面良好。关键词：ＡＴ８９Ｓ５２；ＩＮＡｌ２８；ＡＤ６０３；ＭＯＳ晶体管；带阻滤波器：ＴＭ５７１文献标识码：Ａ：１６７１—９１４Ｘ（２０１０）０５－．－００１９－－０３一、系统的总体结构本文中的宽带、高增益、低噪音功率放大器（以下简称放大器）由五部分组成：低噪音前级放大器、可变增益中级放大器、场效应管高效末级功率放大器、５０Ｈｚ陷波器和智能控制、显示部分。本系统的总体结构如图ｌ所示。中智能显示部分对信号进行实施跟踪，最后用软件实现Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ的转变以进行自动增益控制及整机效率计算和显示。二、单元电路的设计（一）电压放大电路的设计实现为使放大器在较大动态范围内实现不失真工作，［１１本系统采用控制电压与增益成线性关系的可编程增益放大器，对增益的较宽动态范围内实现自动控制。用电压控制增益，便于单片机控制，同时可以减少噪声干扰。方案如图２所示。输入缓冲卜叫可编程增益放大器ＰＧＡ数字、模拟隔离电源模块堡兰竺仝Ｈ垦墨整查Ｈ里耋丝苎墼州翌兰些查卜Ｔ叫堕兰塑圭咧嚣鞣｝Ｉ焱ｌｅＬ二，：Ｅ：ｌ＝：＂！Ｉｌ！：！壁苎Ｉ图１系统的整体框图ｎ丽．．图２电压放大电路框图其中以单片机ＡＴ８９Ｓ５２为控制的核心部分，负责对键盘输入逻辑控制及ＬＣＤ显示驱动等部分的管理。自制数字、模拟分离电源，以尽可能减少数字信号对模拟信号的干扰。使用ＩＮＡｌ２８仪表低噪放大器做前级放大，可有效地降低第一级的噪音十扰，利用接口开关对带阻滤波进行控制，是否需接人５０Ｈｚ陷波器，由单片机根据接口开关的状态决定。信号经过前级放大和滤波后再通过可变增益宽带中间级放大，使信号达到一定的电平输出以能够驱动功率放大电路。末级功放管采用分立的大功率ＭＯＳ晶体管对管进行推挽放大，以提高效率和提高信噪比。其电路组织具体使用集成可变增益放大器ＡＤ６０３进行增益控制，ＡＤ６０３低噪声、温度稳定性好、误差小、测量精度高，增益与控制电压线性关系好，是实现系统增益自动控制的良好保证，具体实现电路如图３所示。在输入端加二极管电路用于过压保护，可使输入级能够安全工作，Ｒ１、Ｒ２用于分压衰减。输入、输出端口使用同轴电缆链接，以屏蔽辐射干扰来防止自激，级问耦合采用电解电容并联以兼顾高频和低频信号的增益。增益控制部分放置在屏蔽盒中，多点接地、就近接地等方法防止自激，采刚气Ｄ６０３典型接法中通频收稿日期：２０１０－－０５—２０作者简介：孙玉轩（１９５９一），男，吉林榆树人。副教授，硕士，研究方向：通信工程和嵌入式系统应用；孙雪婕（１９８９一），女，江苏南京人。本科生。１９万方数据型：墨堑！型：重堡带最宽一种，如图３所示，单级通频带宽为９０ＭＨｚ，增益为一１０－－－＋３０ＤＢ，输入控制电压Ｖ的范围一０．５一＋０．５ｖ，增益和控制电压的关系式：Ａ＝４０凇Ｖ＋１０当两级串联时，增益为：Ａ＝４０凇Ｖ＋１０＋４０＊Ｖ＋１０＝８０＊Ｖ＋２０此时增益的范围为：一２０－－－６０ｄＢ。由于两级放大电路幅频响应曲线相同，所以当两级串联时易自激，所以级与级之间需要合适的电容连接，每级加电源滤波并注意接地位置，当两级ＡＤ６０３串联时，通频带会有所下降，串联前各级带宽为９０ＭＨｚ左右，根据幅频响应曲线可得出级联后的总带宽为６０ＭＨｚ。图３初级、中间电压放大级原理图小信号放大选择仪表放大器ＩＮＡｌ２８，其对直流...