程控增益低噪聲寬帶直流放大器的設(shè)計(jì)

3 改善放大器性能的措施
3．1 增益起伏控制
由于AGC對(duì)不同頻率輸入信號(hào)的增益不完全相同，所以會(huì)造成增益譜不平坦，即有增益起伏。該設(shè)計(jì)選用的AD603其內(nèi)部含有負(fù)反饋，可以較好地控制增益起伏。另外，在放大器的輸出端對(duì)地接耦合小電容47 pF和2μH電感等措施進(jìn)行補(bǔ)償，從而將增益起伏控制在1 dB以下。
3．2 線性相位
由于系統(tǒng)對(duì)不同頻率的信號(hào)響應(yīng)產(chǎn)生的延時(shí)有可能不同，所以會(huì)產(chǎn)生相移(落后或超前)。要使所有頻率的輸入具有相同的相位，則需設(shè)計(jì)線性相位濾波器，通常采用FIR濾波器，也可以采用模擬的方法。該設(shè)計(jì)采用電壓并聯(lián)負(fù)反饋，較好地抑制了相位漂移。
3．3 抑制直流零點(diǎn)漂移
零點(diǎn)漂移是指輸入為零時(shí)輸出端仍有緩慢變換的輸出電壓的現(xiàn)象，實(shí)際中常采用補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)抑制零點(diǎn)漂移。多級(jí)級(jí)聯(lián)時(shí)，為防止溫漂逐級(jí)遞增，必須采用阻容耦合或變壓器耦合。在此設(shè)計(jì)中，在放大器之前設(shè)計(jì)了一個(gè)輸入緩沖級(jí)，采用低溫漂的運(yùn)算放大器TL4031，對(duì)輸入的小信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯?，使輸入信?hào)遠(yuǎn)大于溫漂，這樣溫漂的影響便可忽略。同時(shí)，在功率放大器輸入端設(shè)置了調(diào)零功能。
3．4 放大器的穩(wěn)定性
由于晶體管有反向傳輸導(dǎo)納存在，會(huì)產(chǎn)生自激，影響放大器的穩(wěn)定性。為了提高運(yùn)放的穩(wěn)定性，可以從電路上設(shè)法消除晶體管的反向作用，采用失配法使其單向化。由于高頻信號(hào)通過(guò)兩級(jí)級(jí)聯(lián)的AD603很容易產(chǎn)生自激，因此采取了2種抑制自激的方法：
(1)在可控增益放大器的控制端加電感以及在其輸出端加濾波電路來(lái)濾除高頻噪聲；
(2)在功率放大器的反饋端加一小電容以防止輸出的高頻大信號(hào)耦合到輸入端；

4 結(jié)語(yǔ)
該系統(tǒng)基于低噪聲增益可程控集成運(yùn)算放大器AD603和高頻三極管2N2219和2N2905等器件設(shè)計(jì)的寬帶直流放大器具有低噪聲、高增益、增益可程控(從0～53 dB)、輸出電壓幅度在50 Ω負(fù)載上最大可達(dá)10 V、帶寬最大為8 MHz、帶寬可選擇等眾多優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中證明該放大器在自動(dòng)化要求較高的系統(tǒng)中具有很好的應(yīng)用。