西安电科大团队设计：宽带直流放大器全国一等奖

2009年全国大学生电子设计竞赛C题的宽带直流放大器设计方案由西安电子科技大学朱灵、秦臻和景振华团队完成，旨在设计一个具有宽带手动连续调节和数字程控功能的高性能放大器。该放大器由六个关键模块构成：前级放大模块、增益控制模块、带宽预置模块、后级功率放大模块、键盘及显示模块和电源模块。 核心部分是前级放大电路，使用电流反馈型放大器OPA691和宽带运算放大器VCA810。OPA691被用来克服传统电压反馈放大器增益提高时带宽急剧下降和压摆率不足的问题，而VCA810则提供了灵活的程控增益功能。后级通过THS3120放大电路进一步增强输出电压，确保有效值输出大于10V。 设计中采用了压控增益器件，通过级联和阻抗匹配来优化性能，并增加了后级功率输出，从而显著提升增益带宽积和输出电压幅度。单片机和数字信号处理技术的应用使得增益预置和控制更为稳定且可控范围大。为了减小噪声和抑制高频自激，设计中还采取了电容去耦、滤波以及使用屏蔽线等抗干扰措施。 方案设计中，团队对比了几种不同的增益控制系统。方案一和方案二分别基于场效应管和高速乘法器，但方案一电路复杂且稳定性差，方案二虽然简单精确但存在非线性误差和带宽限制，容易引发自激。相比之下，方案三选择使用可调增益运放VCA810，因其集成度高、控制方便且适应数字化处理，因此最终被采纳。 功率输出部分，原考虑使用分立元件降低成本，但由于设计难度大、调试周期长且可靠性难以保证，团队决定不采用这个方案，而是寻求更为可靠和高效的解决方案。 这个设计不仅注重了放大器的性能指标，还考虑了实际应用中的便利性和稳定性，充分体现了参赛团队的专业技术和创新思维。通过精心设计和严谨的实验验证，该作品成功实现了宽带直流放大器的设计目标，有望在竞赛中获得优异成绩。