基于python的高增益宽带程控放大器设计

"2013年D题射频宽带放大器全国一等奖设计方案2" 本文主要探讨了2013年全国大学生电子设计竞赛中，针对射频宽带放大器的一等奖设计方案。方案的设计目标是实现高增益、宽带宽、低噪声以及增益可调的放大器。设计方案采用了四级放大结构，每级都有特定的功能和要求。 首先，第一级放大模块主要是进行阻抗匹配和噪声抑制。为了降低噪声，选择了具有高增益带宽积的放大芯片，例如OPA847，它具有良好的噪声性能，输入噪声电压低至0.85 nV/√Hz，适合高倍数放大。然而，单纯依靠OPA847可能无法满足带宽和增益的精确控制，因此需要采用程控放大技术。 第二级和第三级采用程控增益放大，如VCA821和VCA822，它们可以通过控制电压实现增益的变化，但这种变化可能导致增益不平坦。为了确保带宽内的平坦特性，选择能够互补增益频率变化的芯片组合。VCA821和VCA822的带宽分别达到710MHz和150MHz，足以满足宽增益范围的需求。 第四级采用电流反馈放大器，如OPA657或OPA846，进行功率放大。这些芯片具有较高的带宽积，如OPA846的增益带宽积为3.9GHz，可以提供高增益的同时保持足够的带宽。在高增益下，OPA846的输出噪声峰峰值较小，适合驱动50Ω负载。 在实际操作中，为了控制增益，使用了精密电位器和宽带程控集成功率放大器，如VCA820，它可以提供广泛的控制电压范围，兼容VCA821，以满足题目的要求。实验结果显示，通过调整这些组件，可以在+40dB的增益范围内实现稳定的放大效果。 总结来说，这个一等奖设计方案结合了不同类型的放大器，通过精心设计和优化，实现了高增益、宽频带、低噪声以及增益可调的目标。在选择和论证过程中，充分考虑了各芯片的技术指标，如增益带宽积、噪声性能和控制电压范围，以确保整个系统的性能符合设计要求。最终，通过对比实验和计算，选择了最优的方案组合，成功地构建了一个满足竞赛技术指标的射频宽带放大器。