末级功率放大器设计：0-10MHz宽带直流放大器

末级放大电路在宽带直流放大器设计中扮演着关键角色，特别是在2009年全国大学生电子设计大赛的C题中，该放大器需要满足一系列严格的性能指标。首先，放大器的核心目标是提供高增益和宽频带特性，以确保信号的有效放大和传输。对于基本要求，放大器需具备至少40dB的电压增益（AV），输入电压有效值限制在20mV以内，同时保证输出信号的正弦波有效值大于2V，无明显失真。3dB通频带设定在0至5MHz，而在0至4MHz范围内，增益变化应小于1dB，确保信号不失真且放大性能稳定。 在发挥部分，放大器的目标更加苛刻，要求AV提升至60dB，输入电压降低到10mV，输出噪声电压峰-峰值（VONPP）应控制在0.3V以内。通频带扩展至0至10MHz，且在0至9MHz范围内增益波动需进一步减小。此外，输出电压需达到10V，且保持良好的波形质量。预置功能被引入，包括电压增益的连续调节（0～60dB，步进5dB）和带宽预置（至少5MHz和10MHz），这提高了系统的灵活性和可定制性。 末级放大电路设计采用了双级三极管直接耦合的功率放大器结构，如D669A和B649A这样的孪生功放管，它们具有较高的特征频率（140MHz）和电流处理能力（Ic=1.5A）。为了保证线性放大，电路需要频率补偿，确保在0到10MHz的信号范围内增益稳定。通过调节可变电阻R10来调整反馈深度，实现了20dB的额外增益，最终总的增益达到62dB。 电源设计也是一个重要的考量因素，需要设计出能满足放大器需求的直流稳压电源，同时要关注成本效益和电源效率。整个设计不仅要考虑放大器性能，还要注意改善电路的稳定性、成本控制以及可能的其他优化措施，以提升整体性能。 末级放大电路在宽带直流放大器的设计中起着决定性作用，不仅要求具备高增益和宽频带特性，还要考虑信号的失真抑制、噪声控制、预置功能以及电源管理等多个方面，以满足电子设计大赛中的挑战。