基于VCA810的宽带直流放大器设计与实现

"07年索尼杯 宽带直流放大器 PDF" 这篇文档是关于2007年电子设计大赛“索尼杯”中的一个获奖作品，该作品涉及到了宽带直流放大器的设计，主要采用了LTC1086滤波芯片以及单片机和FPGA技术。在设计中，作者详细阐述了不同设计方案的比较和最终选择，着重讨论了增益控制和功率输出部分。 在增益控制部分，设计者考虑了三种方案。首先，方案一是使用场效应管或三极管来控制增益，但由于使用大量分立元件，电路复杂，稳定性和精度较低。其次，方案二利用高速乘法器型D/A转换器AD7420，虽然简单易行且精度高，但存在非线性误差大、带宽窄以及在高频时可能引发自激的问题。最后，方案三是采用电压控制增益运算放大器VCA810，它可以以dB为单位进行增益调节，且支持±40dB的范围，适合与单片机配合实现数字程控。由于其高集成度、清晰的电路结构和便于数字化控制，方案三被选为最终方案。 在功率输出部分，设计者同样对比了两种方案。方案一是使用分立元件，尽管成本低且元器件容易获取，但由于设计和调试的复杂性，以及短时间内手工制作可能带来的不可靠性和性能指标问题，这个方案被排除。相反，设计中并未详细说明方案二，但可以推断，方案二可能是一个更成熟、稳定且适合快速制作的功率输出解决方案。 在实际设计中，采用了OPA691作为前级放大器，它是一款电流反馈型放大器，解决了传统电压反馈型放大器带宽随增益增加而降低以及压摆率不足的问题。VCA810用于实现程控增益，而THS3120则用于后级功率放大，提升了输出电压的有效值范围。整个系统还结合了单片机和数字信号处理技术，实现了增益的预置和控制，并采取了多种抗干扰措施，如电容去耦、滤波和使用屏蔽线，以减少噪声并抑制高频自激。 通过这些设计，该作品不仅完成了基本功能，还实现了一些扩展功能，充分展示了在宽带直流放大器设计上的创新和技术应用。关键词包括压控对数放大器、宽带、数字程控、滤波芯片以及单片机和FPGA技术的集成。