2003年全国大学生电子设计竞赛：索尼杯宽带放大器设计解析

"2003年全国大学生电子设计竞赛索尼杯宽带放大器" 这篇文档讲述了2003年全国大学生电子设计竞赛中的一个项目——索尼杯宽带放大器的设计。设计团队利用了可变增益宽带放大器AD603来实现增益控制和自动增益控制（AGC）功能，旨在提高增益并扩大控制范围。他们通过软件补偿来减小增益调节的步进间隔，从而提高增益调整的精度。 在输入部分，设计采用了高速电压反馈型运算放大器OPA642作为跟随器，目的是提升输入阻抗，并且增加了一个保护电路以确保输入部分的安全。设计中还包含了多种抗干扰措施，以降低噪声和抑制高频自激现象，以保证信号的纯净度。 在功率输出部分，由于找不到合适的宽带功率运算放大器，设计团队选择使用分立元件来制作功率输出部分，这样可以在保持性能的同时实现从1kHz到20MHz的宽频带覆盖，以及0dB至80dB的增益范围，并且增益步进为1dB。在60dB以下，预置增益与实际增益的误差不超过0.2dB。设计能够提供最大9.5V的不失真输出电压有效值，当输出电压在4.5~5.5V时，AGC控制范围可达66dB。 在增益控制部分，设计团队对比了三种不同的方案。方案一利用场效应管的可变电阻特性，但易受温度和电源漂移影响，难以实现精确控制。方案二采用高速D/A作为程控衰减器，虽然理论上可行，但增益调节不均匀，精度下降。方案三，也是最终选用的方案，是使用可编程增益放大器PGA，特别是AD603，因其具有低噪声、高精度和线性的控制电压与增益关系，适合作为增益控制的核心元件。 在测量有效值的部分，设计团队考虑了使用高速ADC进行电压采样的方法，通过计算一周期内的均方根值来获取信号的有效值，这为实时监控和分析提供了可能性。 这个设计展示了如何综合运用不同类型的放大器、抗干扰技术以及信号处理策略，以实现一个高性能、宽频带的宽带放大器，满足竞赛要求的同时，也展现了参赛者们扎实的理论知识和实践经验。