VCA810与THS3091构建的0-70dB宽带直流放大器设计与比较

本文主要介绍了宽带直流放大器的设计与实现，以VCA810压控增益放大器、电流反馈型运放THS3091和缓冲器BUF634为核心组件。设计的关键点在于利用VCA810的宽动态范围（-40dB至40dB）和THS4631/THS3091的级联结构，组合出0-70dB的动态范围，确保了放大器的高性能。低通滤波器采用无源LC设计，提供了5M和10M的选择，通过继电器切换实现不同通频带的切换，同时保证了5M和10M滤波器的稳定性。 方案比较部分讨论了三种不同的宽带放大方案：方案一是采用多路固定增益放大器和继电器切换，虽然动态范围可达60dB以上，但电路复杂度增加且切换不便；方案二是使用AD603压控增益芯片，虽然动态范围较方案一略低，但可以通过级联实现较高的增益；方案三是选择VCA810，其单片动态范围高达80dB，增益可调且电路简单。方案三在满足高动态范围需求时具有明显优势，因此被选为最终方案。 系统方案描述详细地阐述了系统架构，包括前级使用VCA810和电压反馈型运算放大器THS4631进行程控放大，VCA810的控制电压通过DAC8552和OPA228组成的电路生成。THS4631提供6倍固定增益以补偿VCA810的输出幅度限制。输出信号经过LC低通滤波器后，通过继电器切换通频带，并进一步放大至10V有效值，最后通过BUF634缓冲器驱动50Ω负载。系统的总体框图清晰展示了各组件的连接和工作流程。 理论分析部分着重于增益带宽积的概念，对于电压反馈型运放，增益与通频带的乘积是恒定的，这意味着在提升增益的同时，可能会影响带宽。在设计过程中，设计师需要在增益和带宽之间做出权衡，以确保系统在实际应用中的性能。 这篇文章深入探讨了宽带直流放大器的设计方法，包括核心元件的选择、电路布局、动态范围的实现以及理论上的增益带宽积概念，为读者提供了全面的硬件设计思路和技术细节。