电子科技大学
作者：谭文 张育铭 易嗣为5-氯-2-戊酮
摘要
本系统由电流反馈型运算放大器AD8009,程控衰减器HMC307构建而成。系统前级通过级联四片AD8009实现46dB固定增益放大，由前级衰减器和中间级衰减器实现4dB～66dB总动态增益范围，后级由RF3827做功率级保证输出有效值2V以上且波形不失真。系统各部分采用屏蔽盒进行电磁屏蔽，各个模块独立线性稳压电源供电，提高稳定性和抗干扰能力。经测试，本系统达到了题目的所有要求。 关键词：射频宽带放大器、HMC307、AD8009
Abstract
This system consists of current feedback amplifier AD8009 and digital attenuator HMC307.
The primary System achieve 46dB fixed gain by cascading 4 AD8009 and achieve 4dB~66dB gain dynamic rang with two digital attenuatores. To reach 2Vrms output without distortion，we use RF3827 as final amplifier . All parts of system are warped up by shielding box protected from EMI.Every module are supplyed by separate LDO to enhance system’s stability and anti-jamming capability.This system pass text andmeet all request of subject
增益可控射频放大器（D 题）
【本科组】
一、系统方案
本系统主要由程控增益模块、固定增益放大模块、滤波器模块、功率放大器模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。
1.1 程控增益的论证与选择
方案一：采用HMC743ALP6CE数字可变增益放大器。这款芯片可以实现-45dB到+18dB的增益调节，步进0.5dB，在50MHZ到200MHZ范围内最大增益波动<0.5dB，且该芯片+5V供电，能很好的满足题目要求+12V供电，该芯片性能优良，很好的满足了题目的要求，并且-45dB到+18dB的调节范围使后级系统设计更加灵活，然而该芯片价格昂贵，竞赛期间难以采购，故采用其他方案。
方案二：采用PGA870数字可变增益放大器，此芯片增益范围为-11.5dB～20dB,能够满足题目12dB～40dB动态范围，但是其动态范围不能满足发挥部分要求步进至52dB以上。更大的缺点是，经过实测，其带内起伏波动太大，不适合本题带内波动小于2dB的要求。
方案三：采用HMC307程控衰减器+固定增益放大器实现增益步进可调，HMC307衰减步进1dB，动态范围0～31dB，增益误差±0.5dB，如果采用一级衰减，其动态范围同样很小，采用两级级联可实现0dB～-62dB的动态范围，经过实测，其带内起伏小于1dB,且其增益误差小，完全满足题目要求。
综合考虑，方案三绿环保，实现简单方便，故采用此方案。
1.2固定增益放大器的论证与选择
对于高速宽带放大，电流型运放具有特有的优势，性价比较高。考虑到每一级放大带宽不小于100Mhz，且增益为20dB，因此选择我们队平常训练常用的高速电流型运放AD8009，该运放小信号带宽1GHz，大信号带宽440MHz，压摆率5500V/us，完全能满足系统要求。
1.3 输出缓冲级放大
方案一：采用两片AD8009并联输出进行功率合成，经过实测，难以保证两路信号相位完全重叠，容易引起信号失真。
沟槽三通 方案二：采用RF3827作为后级功率输出芯片，该片子固定增益20dB,带宽5M～1500M,P1dB压缩点24dBm,而我们的系统总共需要19dBm，经过测试，输出有效值最大可达2.8V，完全满足我们的需求。
1.4滤波器设计
采用高Q值电感与精密电容，分别制作8阶低通滤波器与8阶高通滤波器，通过级联两个滤波器实现发挥要求（四）：电压增益 A核桃去壳机V≥52dB，当输入信号频率 f≤20MHz或输入信号
频率 f≥270MHz时，实测电压增益AV均不大于20dB。
1.5 总体框图
经过以上综合分析，我们得到如下系统框图（图1.5.1）：
图1.5.1总体框图
二、系统理论分析与计算
雷锋帽2.1宽带放大器设计
经过方案论证，本系统采用运算放大器实现，按照题目发挥部分的要求，输入信号有效值Vi隔离端子≤5mV,输出电压有效值≥2V,即峰峰值V高硅氧布pp≥5.6V～-3dB带宽大于200Mhz，若采用单级运放，增益带宽积要达到GBP=398.1×200M=79.6G，单级放大甚至两级放大都是难以做到的。因此，通过将单级增益保持在20dB以下，加上多级级联的方式实总增益52dB的目标。本系统中，前级采用单级程控衰减器HMC307（带宽为DC～4G，动态范围0～-31dB）防止大信号输入导致后级失真,中间级设置三级固定增益实现46dB放大（后级50欧负载实得增益），再级联一级程控衰减实现总动态范围0～-62dB,输出级采用射频功放实现20dB放大（后级50欧负载实得增益），综上，实现了本系统最大增益66dB,增益调节范围为4dB～66dB。
2.2 频带内增益起伏控制
按照题目的要求，整个系统至少要满足在50Mhz～160Mhz内最大增益波动不大于2dB。由于本系统是七级级联结构，且每一级都有可能单独工作，所以要保证每一级最大增益波动小于2dB。此外，在各级共同工作时，系统的总的增益曲线为各个模块的叠加。考虑最极端的情况，即各部分的最大增益波动点为同一位置。在这种情况下，要保证各级最大增
益波动小于0.28dB才可满足题目要求。因此，在进行单级设计时，应该尽可能降低在50～160MHz通带内的波动，必要时需要通过调整电路结构或外接LC网络进行一定的增益补偿。
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