射频宽带放大器设计：OPA847与VCA821应用

本文主要介绍了如何设计一个电压转换电路，特别是针对射频宽带放大器的增益控制和稳定性。文章涵盖了通频带内增益起伏的控制、放大器的稳定性、前级放大电路、可控增益放大电路以及功率放大级电路的设计。使用的器件包括OPA847、VCA821和OPA695等，以实现高增益、宽带和低噪声的性能。 在通频带内增益起伏的控制方面，设计要求在75~108MHz频段内增益变化不超过2dB。由于电路由多级级联组成，每级的最大增益起伏需控制在2dB以内。为了确保最极端情况下的增益波动小于0.5dB，选择低噪声的输入电压芯片以减少外部影响。 放大器的稳定性至关重要，尤其是防止因阻抗不匹配导致的自激振荡。通过将信号输入端的50Ω接地电阻和同轴屏蔽线用于阻抗匹配和降低噪声，确保了稳定的工作状态。 在电路与程序设计部分，前级放大电路采用了两级OPA847，每一级增益设为12倍，实际增益为6倍，两级总增益约33dB。通过实测，前级放大器在160MHz时仍有良好的性能表现。 可控增益放大电路使用VCA821，最大增益设置为14dB，以保证通频带大于170MHz，增益调节范围为-26dB到14dB。 功率放大级采用OPA695，其增益和供电电压对带宽的影响显著。通过提高供电电压至±6.5V，在8倍增益下，能够在160MHz下实现2V的有效值无失真输出。 最后，电压转换电路设计了一个将12V转换为±5V的稳压输出电路，用以提供稳定的工作电压，并在输入和输出端并联滤波电容，以减少电源杂波对系统的影响。 关键词涉及了程控步进增益、宽带放大、特定的运算放大器型号以及数字模拟转换器（DAC），展示了该设计的人机交互功能，通过键盘和LCD实现增益设定和显示。 系统构成中，前级放大电路选择了OPA847，因为它具有高的增益带宽积和超低噪声特性。中间级的程控放大电路选用了VCA821，因为它的增益调节范围广且带宽大，适合题目要求的20~60dB增益调整。通过这样的设计方案，实现了射频宽带放大器的高性能指标。