大动态范围低失真程控宽带直流功率放大器设计

"本文主要探讨了程控宽带直流功率放大器的设计方法，旨在解决放大器在增益、直流宽带和功率等方面的矛盾。通过详细阐述各单元电路的设计，提出了一种大动态范围、低失真的解决方案，并通过实测验证了其性能。文章中提到了采用高速D/A转换器作为程控衰减器以及利用AD603压控增益宽带放大器，但针对AD603的直流偏置问题，提出了新的设计方案，包括采用单片AD603和多通道继电器切换增益的策略。系统总体结构包括小信号程控放大、带宽滤波、功率放大和单片机控制等部分，通过不同增益级别的组合实现0～60dB的连续增益调节。" 在现代电信号处理领域，程控宽带直流功率放大器扮演着至关重要的角色，特别是在生物电信号测试中。传统的放大器设计方案可能存在增益、带宽和功率等方面的局限性，这限制了其应用范围。本文针对这些问题，深入研究了程控宽带直流功率放大器的单元电路设计，提出了一种新的解决方案。 首先，文中讨论了采用高速D/A转换器作为程控衰减器的可能性，但由于信号衰减后的微小幅度，可能会导致信号被噪声淹没。因此，设计上必须考虑如何在保持信号完整性的同时，实现大动态范围的增益调节。 其次，AD603作为一种常见的压控增益宽带放大器，虽然具有良好的宽带特性，但其输出的直流偏置会影响直流信号的处理。为解决这一问题，设计者选择了一片AD603与多通道继电器相结合的方式，通过继电器切换不同增益的固定放大电路，实现了增益的连续可调，同时避免了直流偏置的影响。 系统设计包括了几个关键部分：小信号的程控放大电路，用于实现-10～30dB的初步增益调整；带宽滤波电路，确保信号在所需频段内的传输；后级功率放大电路，提升信号的驱动能力；以及单片机和人机交互界面，方便用户设定和监控系统的运行状态。通过三级固定增益放大电路的组合，实现了从0～60dB的增益调节范围。 测试结果显示，该设计方案有效地解决了增益、直流宽带和功率之间的冲突，且系统各项指标均满足设计要求，证明了该方案的实用性和有效性。这种方法为未来宽带直流功率放大器的设计提供了新的思路，尤其是在应对高精度、低噪声和大动态范围要求的场合。