电子竞赛讲座放大器课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《电子竞赛讲座放大器课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电子 竞赛 讲座 放大器 课件
- 资源描述:
-
1、Tianjin University1射频宽带放大器射频宽带放大器Tianjin University2各位老师上午好!各位老师上午好!Tianjin University3第一部分第一部分 概述概述第二部分第二部分 基础知识基础知识第三部分第三部分 赛题解析赛题解析Tianjin University4第一部分第一部分 概概 述述Tianjin University5 放大器是出现较多的一类竞赛题。如:放大器是出现较多的一类竞赛题。如:1995年的实用低频功率放大器;年的实用低频功率放大器;1999年的测量放大器;年的测量放大器;2001年的高效率音频功率放大器;年的高效率音频功率放大器;2
2、003年的宽带放大器;年的宽带放大器;2009年的宽带直流放大器;年的宽带直流放大器;2013年的射频宽带放大器。年的射频宽带放大器。综合测评和其他类竞赛题包涵的放大器内容。综合测评和其他类竞赛题包涵的放大器内容。概概 述述Tianjin University6该类竞赛题目的特点:1、题目涵盖了电子信息各类学生必需掌握的专业基础知题目涵盖了电子信息各类学生必需掌握的专业基础知识,对专业知识要求相对较低。所以,以放大器为载体识,对专业知识要求相对较低。所以,以放大器为载体构成的电子竞赛题,适用的专业、年级范围宽泛,容易构成的电子竞赛题,适用的专业、年级范围宽泛,容易构成构成“基本要求部分上手容易
3、,发挥要求部分制作难度基本要求部分上手容易,发挥要求部分制作难度有梯度,整体工作量适当有梯度,整体工作量适当”的赛题;的赛题;2、放大器是指标型的题目,参数要求灵活,实现方法多、放大器是指标型的题目,参数要求灵活,实现方法多样。对参赛学生的基本功、实践经验、接收新技术、新样。对参赛学生的基本功、实践经验、接收新技术、新器件的能力要求高;器件的能力要求高;概概 述述Tianjin University7该类竞赛题目的特点:3 3、放大器是组成各类电子系统的重要单元电路,其应用、放大器是组成各类电子系统的重要单元电路,其应用背景明显,并对新技术、新器件发展、工艺制作质量敏背景明显,并对新技术、新器
4、件发展、工艺制作质量敏感。分析近年的考题,我们可以清晰看出放大器类题目感。分析近年的考题,我们可以清晰看出放大器类题目跟随业界技术发展的趋势:即宽带、高增益和高性能跟随业界技术发展的趋势:即宽带、高增益和高性能(较高的输出电压、较高的效率、较宽的动态范围、较(较高的输出电压、较高的效率、较宽的动态范围、较低的噪声性能),以及采用新型器件的导向。低的噪声性能),以及采用新型器件的导向。概概 述述Tianjin University8第二部分第二部分 基础知识基础知识 Tianjin University9 放大器设计是各类竞赛题中均包含的放大器设计是各类竞赛题中均包含的内容,每个参赛队肯定会赛前
5、训练。目内容,每个参赛队肯定会赛前训练。目前设计放大器基本均采用集成电路运算前设计放大器基本均采用集成电路运算放大器的方案,所以关键是选择合适的放大器的方案,所以关键是选择合适的芯片。这使得训练应分为普通训练和专芯片。这使得训练应分为普通训练和专项训练。项训练。一、基本放大器一、基本放大器Tianjin University10 普通训练主要是采用通用芯片,结合传感器等,设普通训练主要是采用通用芯片,结合传感器等,设计普通放大器、差分放大器、仪用放大器和小功率的计普通放大器、差分放大器、仪用放大器和小功率的驱动电路,以满足相关系统对模拟信号采集、调理的驱动电路,以满足相关系统对模拟信号采集、调
6、理的需求。需求。当选择设计放大器为训练主攻方向时,则需要进行当选择设计放大器为训练主攻方向时,则需要进行专项的训练。特别是要在宽带、高增益(可调)、高专项的训练。特别是要在宽带、高增益(可调)、高输出电压(或有输出功率要求)、阻抗匹配、失真、输出电压(或有输出功率要求)、阻抗匹配、失真、带内增益起伏、矩形系数等指标提高上下功夫。带内增益起伏、矩形系数等指标提高上下功夫。一、基本放大器一、基本放大器Tianjin University111.1.选好合适的芯片,能取得事半功倍的效果。如选好合适的芯片,能取得事半功倍的效果。如0303年宽带放大年宽带放大器一题,功能完成较好的作品均是采用了器一题,
7、功能完成较好的作品均是采用了AD603AD603作为中间放大级。作为中间放大级。0909年宽带直流放大器一题,对带宽和输出功率提出新的要求。年宽带直流放大器一题,对带宽和输出功率提出新的要求。该题的宽带、高增益且可调指标仍然是采用该题的宽带、高增益且可调指标仍然是采用AD603AD603等芯片实现,等芯片实现,但输出电压(功率)指标有新要求,需要采用但输出电压(功率)指标有新要求,需要采用THS3092THS3092,LT1210LT1210,BUF634BUF634等性能好的新型集成芯片。今年的题目对新型、高性能等性能好的新型集成芯片。今年的题目对新型、高性能集成电路的依赖更加明显。集成电路
8、的依赖更加明显。2 2需要设计好整体方案。包括带内增益波动需要设计好整体方案。包括带内增益波动(09(09年和年和1313年放大年放大器均要求了带内增益波动器均要求了带内增益波动1dB)1dB),增益分配(动态范围),噪,增益分配(动态范围),噪声抑制和功率驱动。声抑制和功率驱动。3.3.良好的制作工艺。布局、屏蔽、去耦、接地等。良好的制作工艺。布局、屏蔽、去耦、接地等。一、基本放大器一、基本放大器Tianjin University12 这部分内容包含信号调理电路、信号发生电这部分内容包含信号调理电路、信号发生电路、有源滤波器、比较器。另外,还包含路、有源滤波器、比较器。另外,还包含NE55
9、5NE555芯芯片的应用。将运放应用电路单独提出来,是因为片的应用。将运放应用电路单独提出来,是因为该部分非常重要且范围宽,谁也无法限定范围,该部分非常重要且范围宽,谁也无法限定范围,但题目中肯定会用上。在培训时,训练的典型电但题目中肯定会用上。在培训时,训练的典型电路越多越好。路越多越好。二、运算放大器应用电路二、运算放大器应用电路Tianjin University13第三部分第三部分-赛题解析赛题解析射频宽带放大器(射频宽带放大器(2013年年D题)题)Tianjin University14一、任务一、任务设计并制作一个射频宽带放大器。设计并制作一个射频宽带放大器。二、要求二、要求1
10、1基本要求基本要求(1 1)电压增益)电压增益A Av 20dBv 20dB,输入电压有效值,输入电压有效值U Ui i 20mV20mV。A Av v在在0 020dB20dB范围内可调。范围内可调。(2 2)最大输出正弦波电压有效值)最大输出正弦波电压有效值U Uo200mVo200mV,输出,输出信号波形无明显失真。信号波形无明显失真。(3 3)放大器)放大器BWBW-3dB-3dB的下限频率的下限频率f fL 0.3MHzL 0.3MHz,上限,上限频率频率f fH20MHzH20MHz,并要求在,并要求在1MHz1MHz15MHz15MHz频带内增益频带内增益起伏起伏1dB1dB。(
11、4 4)放大器的输入阻抗)放大器的输入阻抗 =50=50,输出阻抗,输出阻抗 =50=50 。Tianjin University152 2发挥部分发挥部分(1 1)电压增益)电压增益A Av 60dBv 60dB,输入电压有效值,输入电压有效值U Ui 1 mVi 1 mV。A Av v在在0 060dB60dB范围内可调。范围内可调。(2 2)在)在A Av 60dBv 60dB时,输出端噪声电压的峰峰值时,输出端噪声电压的峰峰值U UoNpp oNpp 100mV100mV。(3 3)放大器)放大器BWBW-3dB-3dB的下限频率的下限频率f fL 0.3MHzL 0.3MHz,上限频
12、,上限频率率f fH100MHzH100MHz,并要求在,并要求在1MHz1MHz80MHz80MHz频带内增益起伏频带内增益起伏1dB1dB。该项目要求在。该项目要求在Av 60dBAv 60dB(或可达到的最高电(或可达到的最高电压增益点),最大输出正弦波电压有效值压增益点),最大输出正弦波电压有效值Uo 1VUo 1V,输,输出信号波形无明显失真条件下测试。出信号波形无明显失真条件下测试。(4 4)最大输出正弦波电压有效值)最大输出正弦波电压有效值U Uo 1Vo 1V,输出信号,输出信号波形无明显失真。波形无明显失真。(5 5)其他(例如进一步提高放大器的增益、带宽等)。)其他(例如进
13、一步提高放大器的增益、带宽等)。Tianjin University163.3.说明说明1 1)要求负载电阻两端预留测试端子。最大输出正弦波)要求负载电阻两端预留测试端子。最大输出正弦波电压有效值应在电压有效值应在R RL=50L=50 条件下测试(要求条件下测试(要求R RL L阻值误差阻值误差5%5%),如负载电阻不符合要求,该项目不得分。),如负载电阻不符合要求,该项目不得分。2 2)评测时参赛队自备一台)评测时参赛队自备一台220V220V交流输入的直流稳压电交流输入的直流稳压电源。源。3 3)建议的测试框图如图)建议的测试框图如图1 1所示,可采用点频测试法。所示,可采用点频测试法。
14、基本技能信号源射频宽带放大器示波器/高频毫伏表自备直流稳压电源UiUo图图1 测试框图测试框图Tianjin University17图图2 2 幅频特性示意图幅频特性示意图 Tianjin University18 该题目的考点主要有:该题目的考点主要有:带宽、增益带宽、增益(高增益、可调、(高增益、可调、带内波动)、带内波动)、动态范围动态范围(增益分配)、(增益分配)、阻抗匹配、降低阻抗匹配、降低噪声、测量方法。噪声、测量方法。带宽指标主要通过选择新型高性能的运算放大器实带宽指标主要通过选择新型高性能的运算放大器实现,如现,如OPA847OPA847、OPA690OPA690、THS30
15、91THS3091、OPA2694 OPA2694、AD8321AD8321 高增益均采用多级放大器实现,典型的设计方案是高增益均采用多级放大器实现,典型的设计方案是采用采用3 3级放大器,也有采用级放大器,也有采用4 4级放大的方案。级放大的方案。由于今年题目对增益可调功能没有程控、步进的要由于今年题目对增益可调功能没有程控、步进的要求,所以,可简单的使用手动调整方案。如选择程控增求,所以,可简单的使用手动调整方案。如选择程控增益解决方案,有两种实现方法。益解决方案,有两种实现方法。1.1.采用可程控增益运放;采用可程控增益运放;2.2.采用可程控衰减器实现。采用可程控衰减器实现。带内增益波
16、动指标通过极间阻抗匹配、补偿等解决。带内增益波动指标通过极间阻抗匹配、补偿等解决。三、题目分析三、题目分析Tianjin University19 动态范围(增益分配)指标主要是做好增益分配。今动态范围(增益分配)指标主要是做好增益分配。今年全国复测时比赛区测试多了一项输入年全国复测时比赛区测试多了一项输入20mV20mV时测输出电压。时测输出电压。结果,不少的队因为增益分配不太合理,输出失真,丢了结果,不少的队因为增益分配不太合理,输出失真,丢了分。主要原因是一些队为了降低噪声,将第一级的增益设分。主要原因是一些队为了降低噪声,将第一级的增益设置过高且不可调。结果输入稍大,第一级就饱和了,后
17、面置过高且不可调。结果输入稍大,第一级就饱和了,后面再衰减或调整也起不了作用,造成输出失真。再衰减或调整也起不了作用,造成输出失真。阻抗匹配。该题目要求输入、输出阻抗均为阻抗匹配。该题目要求输入、输出阻抗均为50 50 ,并,并要求负载为要求负载为50 50 。所以,需要在输入端和输出端设置阻抗。所以,需要在输入端和输出端设置阻抗匹配网络。其中输出端最好为可方便摘下来的负载电阻,匹配网络。其中输出端最好为可方便摘下来的负载电阻,但实际很少有这样做的。由于大多数运放的输出电阻很小,但实际很少有这样做的。由于大多数运放的输出电阻很小,所以要先在运放输出端串一个所以要先在运放输出端串一个50 50
18、的电阻,然后再接的电阻,然后再接50 50 负载。负载。三、题目分析三、题目分析Tianjin University20 降低噪声,选器件、布好局。降低噪声,选器件、布好局。测量方法。信号源内阻为测量方法。信号源内阻为50 50 ,先将,先将信号源信号幅度设置为信号源信号幅度设置为1mV1mV,然后,再设,然后,再设置为置为20mV20mV。示波器采用高阻输入方式,作。示波器采用高阻输入方式,作品带着负载电阻测试。部分作品没做品带着负载电阻测试。部分作品没做50 50 输出电阻,可能会影响成绩。输出电阻,可能会影响成绩。三、题目分析三、题目分析Tianjin University211.1.系
19、统方案设计系统方案设计 可以采用固定增益放大器(可以采用固定增益放大器(THS3201THS3201)、)、可调增益放大器(可调增益放大器(AD8367AD8367)和输出功率放大)和输出功率放大器(器(THS3901THS3901)构成方案。)构成方案。或者采用固定增益放大器(或者采用固定增益放大器(OPA847OPA847)、)、程控步进衰减模块(程控步进衰减模块(PE4306PE4306)、压控增益放)、压控增益放大器(大器(VCA821VCA821)和输出功率放大器()和输出功率放大器(AD8009AD8009,THS3201THS3201)构成。)构成。四、作品设计举例四、作品设计举
展开阅读全文