单片机控制的高增益宽带放大器设计

"本文档介绍了一个基于单片机控制的放大器设计，主要关注功率放大部分和单片机在系统中的作用。设计中使用了运算放大器THS3001和功率对管2N2905A及2N22219A构建后级功率放大器，实现了低输出阻抗、宽通频带和高输出电压的能力。单片机，特别是MSP430F247，作为核心控制器，负责接收用户输入、控制增益，并通过D/A转换器TLV5619产生精确的控制电压以调节增益。设计还包括键盘检测和显示控制模块，确保增益的连续可调和系统的稳定运行。" 在本设计中，单片机扮演了关键角色，其功能包括： 1. **键盘检测模块**：这个模块监听用户的按键操作，记录并处理用户对增益设置的需求。用户可以通过键盘设定放大器的增益值。 2. **控制电压模块**：根据用户设定的增益值，单片机生成相应的D/A转换器控制字串，该控制字串被送入TLV5619，进而生成控制VCA820的电压。这使得增益控制可以实现连续可调，增强了系统的灵活性。 3. **增益控制**：通过VCA820，单片机能够控制放大器的增益，同时预置3dB带宽，并在显示器上显示相关信息。这种程控增益放大不仅简化了操作，还提高了系统的响应速度和精度。 在硬件设计方面，前级使用OPA690和VCA820进行信号放大，后级采用THS3001和分立元件组成的功率放大器，实现了大于10V的有效值输出。后级电路采用了电压串联负反馈的同相放大器结构，由2N2905A和2N22219A功率管构成乙类功率推挽输出，确保了足够的负载驱动能力。 此外，系统设计中考虑了电磁兼容性和PCB布局，以提升增益带宽积和输出电压幅度。加入的后级负反馈补偿输出级提升了系统稳定性，减少了直流零点漂移，增强了抗干扰能力。 整体方案对比中，提到了两种可能的增益控制方案。第一种方案使用分立元件，虽然成本较低但电路复杂，增益调节困难且稳定性差。第二种方案采用一级程控放大器和运算放大器，简化了控制，但增益精度可能不高。而实际设计结合了这两种思路的优点，实现了高增益、宽频带和高精度的增益控制。 这个设计展示了单片机在自动增益控制领域的应用，通过精确的数字控制实现了放大器性能的优化，适合于需要灵活增益调整和高性能输出的场合。