AVR单片机驱动的宽带直流功率放大电路设计与预置控制

本文主要探讨了一种基于AVR单片机ATmega28的可预置程控宽带直流功率放大电路的设计。该电路的核心技术包括使用10位串行D/A芯片TLC5615进行信号数字化控制，以及功率放大器THS3092和可编程增益运放AD603的组合。电路设计的关键点在于： 1. **系统设计思路**：文章采用了可编程放大概念，将输入信号作为D/A转换器的基准，利用D/A转换器作为程控衰减器。然而，为了实现60dB的动态增益范围，D/A转换器需要具有高精度和足够的输出衰减能力。考虑到信号处理的挑战，设计者选择了一片AD603单片实现10~30dB的压控增益，并采用多通道继电器切换的方式，以确保直流部分的稳定。 2. **电路组成部分**： - **程控放大电路**：采用AD603作为电压控制芯片，提供-10~30dB的可调放大能力，同时通过OPA690构建10dB的同相放大器以实现静态调零功能。 - **滤波电路**：使用2路7阶巴特沃斯低通滤波器，分别实现DC~5MHz和DC~10MHz的带宽限制，保证信号质量。 - **后级功率放大**：根据需要，后级采用OPA690（10dB增益）和THS3092（18dB增益）等固定增益放大器，以实现分段连续放大。 - **人机交互**：ATmega28单片机通过TLC5615控制放大器的增益，通过矩阵键盘预置增益值并显示在点阵液晶上，实现了友好的用户界面和直观的操作方式。 3. **性能参数**：电路的最大增益调节范围为0~60dB，步进间隔为1dB，输出电压有效值为10V，支持宽频带DC~10MHz工作，具备较高的灵活性和实用性。 4. **技术挑战与解决**：设计者注意到了信号处理中的噪声问题，通过优化电路结构，确保了即使在输入信号极小的情况下，也能避免信号被噪声淹没，并保持信号调理的简便性。 本文介绍了一种利用AVR单片机控制的高性能直流功率放大电路，通过精密的电路设计和灵活的人机交互，实现了宽频带、高增益和易于操作的特点。这种设计在电子竞赛或者需要高精度功率放大应用中具有重要的实用价值。