OPA847与VCA821在电压转换电路中的应用与分析

本文档主要探讨了电压转换电路原理图的设计与实现，结合了功率放大级电路和宽频带放大器技术。首先，介绍了两种功率放大级电路设计方法： 1. 方案一：采用分立元件，如三极管和高频场效应管构建放大电路。这种方法虽然增益高，但受工艺影响大，不适合射频应用，且多级级联导致静态工作点不易调节，调试复杂，容易出现自激振荡的问题。 2. 方案二：选择低噪声运算放大器OPA820作为前级放大器，由于其在低增益时具有平坦的通频带，增益达到2倍时频带可达到240MHz，能满足基本的宽带放大要求。OPA820的输入电压噪声低，有利于噪声性能。 3. 方案三：优选增益带宽积高的OPA847，它在放大12倍时带宽可达325MHz，不仅满足带宽需求，而且其输入电压噪声进一步降低到0.85nV/√Hz，适合于前级放大器的使用，提供了良好的信号放大和匹配性能。 针对电压转换电路，文中提到的关键组件是VCA810和VCA821。VCA810虽然具有宽广的增益调整范围（-40dB~40dB），但固定增益下的带宽仅为35MHz，无法满足题目对宽频带的要求。相比之下，VCA821具有更高的带宽，例如在2倍增益下有710MHz，在10倍增益下有320MHz，这使得它成为实现20~60dB增益可调的理想选择。VCA821的控制电压范围为0~2V，可以通过单片机的数字模拟转换器(DAC)输出并经过滤波进行控制，从而实现精细的增益调节。 文章还提到了使用OPA847作为增益可变射频宽带放大器的核心器件，结合VCA821来设计中间级程控放大电路，通过这种方式，可以实现宽带放大器的稳定性、高性能和用户友好的人机交互功能，如通过键盘和LCD进行电压增益的设置和显示。 总结来说，本文详细解释了在射频电路设计中，如何通过选择合适的运算放大器和电压控制放大器，结合实际应用需求，如增益可调性和带宽要求，来构建高性能的电压转换电路，确保了系统的稳定性和可靠性。同时，通过人机交互界面，提高了操作的便利性和效率。