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毕业设计课题设计要求
现将宽带放大器需要满足的设计要求整理如下：
1、 输入阻抗≥1kΩ；单端输入，单端输出；放大器负载电阻50Ω。
2、 3dB通频带10kHz～6MHz，在20kHz～5MHz频带内增益起伏≤1dB。
3、 最大增益≥30dB，增益调节范围-15dB～15dB（增益值5级可调，步进间隔6dB，增益预置值与实测值误差的绝对值≤2dB），需显示预置增益值。
4、 最大输出电压有效值不小于3V字数显示输出正弦电压有效值。
5、自制放大器所需的稳压电源。
对题目要求作了如上整理后，在作总体方案设计时，至少有三点思路易于明确：
（1）器件必须选择宽带、低噪、高精度的运放器件，且这类器件必须从新型的高速宽带运算放大器中去寻找，分立元件很难奏效。
(2）硬件系统根据最大输出电压幅度和最大增益要求，可分为3级、2级或1级来实现，每级的增益分配都不会太大，易于实现。
图1-1宽带放大器幅频特性测试框图
1.3 课题的意义
模拟电子线路的主要知识点有三点，即放大器，振荡器和调制解调器，而后二者也多是以放大器为基础，所以放大器实际上是模拟电子线路最重要最基础的知识点。而对放大器而言，最主要的是反映当前新技术，新器件的应用。高速宽带，增益可程控，低噪声，高输入阻抗，高共模抑制比。宽带放大器这个题目正是切中了这个主要知识点的诸多主要方面。同时该课题还能同单片机应用等数字化技术与微机技术，较好地体现了当前“模拟的系统概念加数字化的处理技术”这一个电子技术发展的总趋势。
第二章 方案论证和比较
方案一 ：采用可编程放大器的思想，将输入的交流信号作为高速D/A的基准电压，这时的D/A作为一个程控衰减器。理论上讲，只要D/A的速度够快、精度够高就可以实现很宽范围的精密增益调节。但是控制的数字量和最后的增益（dB）不成线性关系而是成指数关系，造成增益调节不均匀，精度下降。
方案二 ：使用控制电压与增益成线性关系的可编程增益放大器PGA，用控制电压和增益（dB）成线性关系的可变增益放大器来实现增益控制，如图2.2所示。用电压控制增益，便于单片机控制，同时可以减少噪声和干扰。根据题目对放大电路的增益可控的要求，考虑直接选取可调增益的运放实现，如可变增益运放AD603。其内部由R-2R梯形电阻网络和固定增益放大器构成，加在其梯型网络输入端的信号经衰减后，由固定增益放大器输出，衰减量是由加在增益控制接口的参考电压决定；而这个参考电压可通过单片机进行运算并控制D/A芯片输出控制电压得来，从而实现较精确的数控。此外AD603能提供由直流到90MHz的工作带宽，单级实际工作时可提供超过30dB的增益，两级级联后即可得到60dB以上的增益。这种方法的优点是电路集成度高、条理较清晰、控制方便、易于数字化用单片机处理。并且这一方案作为有前例可考的方案，实现起来必定会较容易。[5]
但是这个方案有个缺点就是，采用的芯片成本过高，而且所设计的模拟电路部分过于复杂，如果模拟电路部分无法正常工作则无法实现功能，并且会对整个放大器的安全运行产生影响。
图2-1 方案二原理框图
方案三 ：采用将二级的低噪声高速精密运算放大器OP37G，分别采用同相和反相
接入的方法分别实现对信号的放大与衰减来实现对正负放大的实现。
图2-2 系统整体框图
此方案通过一级同相接入的OP37G来放大输入信号，与一个反相接入的OP37G来衰减第一个运放的输出信号来调节最终的输出信号，并接一级无放大作用的OP37G来提高带负载的能力。并设计了精密整流部分将交流信号转化为直流信号，使用精密整流电路不会出现传统二极管的压降问题。直流信号进入单片机进行AD转换，最终显示电压有效值。所以，本次设计采用方案三。
