宽带直流放大器设计：VCA822与自动归零技术

"本文主要介绍了宽带直流放大器的设计与实现，包括采用宽带压控增益放大器VCA822实现可调增益，多片高速运算放大器并联实现大驱动电流，以及π型电阻网络构成的阶跃衰减器以扩大输入信号动态范围。系统具备精细增益控制、灵活带宽调节和高效功率输出等功能，适用于需要高精度、宽频带及大驱动能力的信号处理应用。" 本文详细探讨了一种宽带直流放大器的构建，其中关键组件是宽带压控增益放大器VCA822。VCA822允许通过数字控制电压来调整放大器的增益，实现0.1dB的精细步进，覆盖0至60dB的调节范围，3dB带宽可调为5MHz或10MHz。这种设计能确保带内增益的稳定性，减少噪声，并具有高达2W的输出功率。为了进一步提升增益至80dB，同时保持输出波形失真度在3.1%以内，系统采用了特殊的架构优化。 在增益控制部分，文章对比了两种方案。方案一依赖于多级高速放大器级联并通过改变反馈电阻调控增益，但其增益调节不连续且可能引入噪声。相比之下，方案二的VCA822提供了线性增益控制，适合精确调整，因此被选为实施方案。 在带宽调节部分，文章同样考虑了两种策略。第一种是通过数字测频后动态调节放大倍数，虽然灵活但引入了时间延迟。第二种是使用干簧管继电器切换无源滤波器，这种方式在保持良好滤波性能的同时减少了系统延迟，因此被采用。 功率输出设计上，选择了多个高速运放并联的方式，以提高输出电流和在整个频带内的性能，避免了分立元件可能导致的信号失真问题。这种设计借鉴了Agilent33220任意波形发生器的功率输出技术，确保了良好的线性度和高效率。 此外，系统还配备了π型电阻网络组成的阶跃衰减器，能够增强输入信号的动态范围，允许输入信号的最大值超过20V。这种自归零技术通过测量输出偏置电压，自动校正零点漂移，提高了系统的稳定性和精度。 这个宽带直流放大器系统集成了多种先进技术，旨在提供高精度、宽频带、大驱动电流和低失真的特性，适用于各种需要高性能信号处理的场合。