射频宽带放大器设计：增益可控，带宽优化

"该文主要讨论的是射频宽带放大器的设计方案选择与论证，针对2013年的一项国赛。设计目标包括满足基础和发挥要求，如电压增益、带宽、输出电压、噪声电压等。方案采用了MSP430F449单片机为核心，结合VCA824压控增益放大器和THS3091功率放大器进行设计。" 在射频宽带放大器的设计中，方案选择与论证是至关重要的步骤。设计的基本要求规定了电压增益应至少为20dB，输入电压有效值不超过20mV，同时最大输出正弦波电压有效值需达到200mV，保证输出信号无明显失真。放大器的带宽要求下限频率不小于0.3MHz，上限频率不小于20MHz，且在特定频带内增益起伏不超过1dB。此外，输入和输出阻抗均设定为50Ω。 在发挥要求方面，设计的挑战更大，电压增益需提升至60dB，输入电压有效值降低到1mV，同时在高增益状态下，输出端噪声电压峰值要低于100mV。放大器的带宽扩大，要求下限频率不变，上限频率提升至100MHz，且在更广阔的频带内保持增益起伏不超过1dB。最大输出正弦波电压有效值需达到1V，仍需保证无明显失真。 系统总体设计方案围绕MSP430F449单片机展开，它作为控制系统的核心，负责管理硬件模块，包括小信号放大、程控增益放大、功率放大和继电器控制。软件部分则涉及到VCA824的压控电压输出控制、继电器操作、按键处理和显示功能。 在程控增益放大电路中，选择了VCA824芯片，它具有宽带、电压线性、连续可变的增益特性，增益调节范围可达40dB，信号带宽可达420MHz。在实际设计中，利用了12位串行D/A转换器TLV5616来产生0-1V的控制电压，对应0-20dB的增益调节，以增加设计的余量。 后级功率放大电路选用了THS3091，这是一款电流反馈型运算放大器，具有180MHz的带宽和7300V/us的压摆率，能提供强大的输出电流，以满足系统要求的50Ω负载和1V以上的输出电压有效值。 该设计通过精心选择和论证方案，确保了射频宽带放大器在性能指标上的达标，同时考虑了可调性和稳定性，为实际应用提供了可靠的基础。