基于AD603和ATmega28的程控宽带直流功率放大器设计

本文主要探讨了一种基于程控技术的宽带直流功率放大器的设计，它以AD603压控运放、THS3092功率运放、TLC5615 10位串行D/A转换器以及ATmega28 AVR单片机为核心组件。这款放大器的人机交互界面由液晶屏和键盘构成，通过软件算法实现了增益的精确控制，可以实现0~60dB的动态范围，增益调节以1dB为步进，并具备DC至10MHz的宽频响应。设计的关键在于解决信号的噪声抑制问题和直流偏置的影响，通过采用AD603单片实现部分增益控制，后级采用多通道继电器切换不同增益电路以实现连续可调，确保了在50Ω负载上输出不失真的有效值高达10V，控制误差控制在3%以内。 文章的引言部分指出，在生物电信号处理中，需要对高内阻、弱信号进行放大，这就要求放大器具有良好的线性性能和宽广的频率响应。然而，如果单纯依赖可编程放大器，对速度和衰减范围有较高的要求，可能导致信号处理的复杂性和噪声问题。因此，文中创新地采用AD603与后级多通道切换的方式来平衡增益调节的灵活性和信号质量。 系统总体方案中，设计者考虑了多种可能的解决方案，如利用高速D/A转换器作为衰减器，但意识到这可能会带来信号衰减过大或噪声问题。最终，作者选择了集成压控和多级放大方式，既能满足大范围增益调整，又能有效地抑制噪声干扰。ATmega28单片机通过串行D/A转换器精确控制放大器的增益，通过继电器组实现不同滤波电路和放大电路通道的选择，从而实现对信号的灵活且高质量放大。 这篇论文提供了一个实用的设计思路，展示了如何在现代微电子技术的支持下，开发出一款高性能、可编程控制的程控宽带直流功率放大器，这对于生物医学信号处理和其他对宽频、大动态范围放大有需求的应用场景具有重要意义。