5V單電源供電的低噪聲寬帶放大器
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
3．3 A／D采樣模塊
ADS803是12位并口高速流水型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采樣率為5Ms／s。輸入電壓范圍為0～+2V，0～+5V，內(nèi)置寬帶采樣保持器，電壓基準源，具有很高的SNR和SFDR。CM輸出25 V電壓提供給VREF，SEL接地，使輸入范圍為0～+5 V。由于輸出數(shù)據(jù)線上存在尖峰干擾脈沖，故在輸出端串聯(lián)一個100 Ω的小電阻，以降低信號上下沿的跳變速度。同時，在時鐘輸入端與地間接入1個容量為100 pF的小電容，以吸收尖峰干擾脈沖。電路連接應注意數(shù)字地與模擬地的連接。電路圖如圖4所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/178798.htm
3．4 末級功率放大電路設計
采用THS3091ID做末級放大電路，THS3091是一款高輸出，低失真，電流反饋型放大器。當負載為100Ω，增益為2時，帶寬為210 MHz。為了達到增益要求，用3片THS3091ID并聯(lián)放大，具體電路如圖5所示。
4 系統(tǒng)軟件設計
系統(tǒng)軟件設計部分基于MSP430F449單片機處理平臺，主要完成數(shù)字峰值檢測功能。通過定時器A和定時器B產(chǎn)生兩種采樣頻率交替采樣，得到最大值和最小值，其差值為峰峰值。流程圖如圖6所示。
5 測試方案與測試結(jié)果
1)最大增益測試 用Agilent信號源給出峰峰值500 mV的正弦掃頻信號，經(jīng)準確的分壓電路后峰峰值為30 mV。用示波器讀取輸出信號在整個掃頻范圍內(nèi)的電壓峰峰值為4．23 V，最大增益43 dB。
2)噪聲測試 將輸入端接地，用示波器讀取輸出端噪聲電壓，測得最大峰峰值為200 mV。
3)通頻帶測試 在信號經(jīng)分壓網(wǎng)絡后峰峰值30 mV的情況下，改變輸入信號頻率，測得輸出信號峰峰值在10 Hz和15 MHz處衰減為-3 dB。在20 Hz～10 MHz的頻率范圍內(nèi)保持最大增益43 dB，且增益起伏小于1 dB。
4)峰值檢波測試 在通頻帶范圍內(nèi)改變輸入信號頻率，分別用示波器讀輸出信號峰峰值，與MSP430系統(tǒng)板上液晶顯示的數(shù)據(jù)相比較，算得測量相對誤差小于5％。
6 結(jié)束語
本系統(tǒng)在單電源供電的前提下，較好地完成了低噪聲寬帶放大的功能。其中最大增益43dB，通頻帶10Hz～15MHz，噪聲小于200mV。測量放大器輸出電壓的峰峰值的相對誤差小于5％。
系統(tǒng)誤差來源于DC—DC芯片對電源的影響，THS3091在大電流下溫度變化引起的系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，以及A／D采樣的量化誤差。為此，系統(tǒng)采取了一系列抗干擾措施抑制自激和減小噪聲，輸入級和功率輸出級采用隔離供電，電源部分輸入和輸出端都采取了一些濾波措施，以減小它對前后級電路的影響。系統(tǒng)后級電路工作電流較大，容易發(fā)熱，采用風扇散熱的方法來減小溫度變化對系統(tǒng)工作的影響。
評論