AVR单片机驱动的预置程控功率放大电路设计与特性

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。该电路的核心组件包括10位串行D/A转换器TLC5615，高性能的功率运放THS3092，以及可编程增益运放AD603。设计目标是实现从0到60dB的增益调节，步进间隔为1dB，工作频率范围覆盖DC至10MHz，输出电压有效值固定在10V。电路设计的关键在于如何通过矩阵键盘进行增益设置，点阵液晶屏用于实时显示电压值，提供友好的人机交互界面。 在系统总体方案中，采用了可编程放大策略，将输入信号作为高速D/A转换器的基准电压，使得D/A转换器成为一个动态衰减器，这对其转换速度有较高要求。为了满足大范围的增益调整，D/A转换器必须能够输出足够的动态范围，即至少60dB的衰减能力。然而，考虑到信号处理的噪声敏感性，当输入信号很微弱时，必须确保衰减后的信号不会被噪声淹没，这要求在衰减过程中采取适当的技术来保持信号质量。 为解决这个问题，文章提出使用两片AD603压控增益放大器，每片提供-10到30dB的增益范围。但由于项目需求要求频率响应涵盖直流，因此不能简单地通过电容耦合隔离直流偏置。因此，设计中采用单片AD603进行基础的10到30dB放大，后级通过多通道继电器切换不同固定增益的电路，实现分段连续放大，从而达到整体增益连续可调的效果。 整个电路设计分为几个关键部分：小信号程控放大器（提供10dB放大和调零功能）、带宽滤波器、后级功率放大单元、以及基于AVR单片机的控制逻辑，配合矩阵键盘和液晶显示，构成一个功能完备、操作简便的人机交互系统。电路的系统结构图清晰地展示了各个模块之间的连接和工作流程。 总结来说，这个设计不仅关注了电路的性能指标，如增益调节范围和带宽，还注重了实际应用中的用户体验和信号处理的复杂性。通过合理的组件选择和巧妙的架构设计，实现了宽带直流功率放大电路的高效、精确和易用性。