2015年全国大学生电子设计大赛论文 【本科组】 增益可控射频放大器设计报告 2015年8月15日 摘要 本系统基于对压控增益放大器VCA824的控制，由前级压控模块，后级放大模块，键盘模块以及屏幕显示模块组成。此设计能实现对百兆信号的放大以及程控增益步进放大。前级由VCA824和DAC0832组成，单片机控制DAC0832输出电压变化改变VCA824的增益变化，由VCA824输出的信号经过后级放大20dB达到有效值大于2v的输出，并且后级使用增益带宽积达到1.6GHz的OPA657，可以实现通频带大于70M的要求。本系统还配备STC90C516单片机控制增益变化以及键盘和显示模块。经验证，本系统基本实现了题目的要求。 关键字：VCA824 DAC0832 电压反馈放大器 射频宽带放大 增益步进 一、系统方案论证 1.1 可控增益放大器的方案论证 方案一：采用多路开关选择器来选择所需放大倍数对应的运放的跨接电阻来实现增益控制。由于题目要求增益以4dB变化，需要十几个个电阻才能达到要求，而多路选择器使电路复杂，影响高频的频率特性，容易引起放大器的自激。 方案二：采用场效应管或三极管控制增益。主要利用场效应管可变电阻区（或三极管等效为压控电阻）实现增益控制，但由于题目要求的频带较高较难实现，该方案又需要采用大量分立元件，电路复杂，稳定性差。 方案三：采用VCA824压控增益放大器，其特点是dB为单位变化，可以通过单片机控制DAC0832，进而控制VCA824的增益变化。该方案连线简单，并且直观，智能并高效。 综上比较，为使电路直观，清晰，稳定，减少自激发生的可能性，采用数字化控制的VCA824. 1.2 射频放大器选择的方案论证 方案一：采用电压反馈放大器OPA698。由于该放大器的增益带宽积为450MHz，基本能满足要求，成本低。但由于本系统设计仅两级，固定放大器放大20dB，因此不能满足通频带要求。 方案二：采用电流反馈放大器OPA691，OPA2694，特别是OPA2694的电压压摆率高达4300V/us，在增益和大信号的调理中表现更好的带宽和失真度，但是输入失调电流比较高，题目要求的2dB增益起伏难以实现。 方案三：采用电压反馈放大器OPA657,该放大器的增益带宽积高达1.6GH