一種低噪聲零中頻放大器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

原理圖設(shè)計(jì)完成后就開始PCB的制作，使用Cadence公司的OrCAD軟件畫PCB板。由于零中頻放大器前級(jí)通常是高頻電路，為防止高頻信號(hào)泄漏對(duì)其產(chǎn)生干擾，同時(shí)也為了安裝方便，將零中頻放大器電路板裝配在金屬盒中，設(shè)計(jì)的電路板為單面板，底層全為地。設(shè)汁的電路板尺寸為45 mm×25 mm。圖5和圖6為設(shè)計(jì)的PCB與實(shí)物圖。

3 測(cè)試結(jié)果

對(duì)設(shè)計(jì)好的零中頻放大器電路板進(jìn)行焊接和裝配，采用±8 V供電，經(jīng)過7905和7805兩款穩(wěn)壓芯片后得到-5 V和+5 V，為設(shè)計(jì)中用到的運(yùn)算放大器芯片OPA1612，ADA4941-1，LMH6643進(jìn)行供電。

圖7(a)為輸入信號(hào)峰峰值為2 mV，頻率為50 kHz時(shí)的波形，其輸出峰峰值為5.6 V，可得到該放大器的增益為68.9 dB;圖7(b)給出了50 kHz時(shí)的頻譜特性，其中在61 kHz處的頻譜是由信號(hào)源本身自帶的，與設(shè)計(jì)的系統(tǒng)無關(guān);圖7(c)顯示了整個(gè)系統(tǒng)的濾波特性，其3 dB帶寬約為150 kHz，由于設(shè)計(jì)中采用了巴特沃斯濾波器結(jié)構(gòu)，在150 kHz內(nèi)的頻率響應(yīng)曲線比較平滑，觀察頻譜幅度可以發(fā)現(xiàn)信號(hào)比噪聲幅度至少大40 dB，抑制噪聲效果良好;圖7(d)顯示了用ADA4941-1芯片來實(shí)現(xiàn)單端轉(zhuǎn)差分的測(cè)試結(jié)果，可以看出，在4倍放大的情況下相位偏差與幅度偏差均非常小;圖7(e)為測(cè)試信號(hào)不失真情況下最大可輸出電壓峰峰值為9.8V。從以上測(cè)試結(jié)果可以看出，設(shè)計(jì)效果良好，實(shí)現(xiàn)了低噪聲、高增益的目標(biāo)。

4 結(jié)論

文中主要闡述了一種低噪聲零中頻放大器的設(shè)計(jì)原理與實(shí)現(xiàn)，重點(diǎn)介紹了設(shè)計(jì)依據(jù)、芯片選擇及其工作原理，并簡單介紹了設(shè)計(jì)中該注意的問題。該系統(tǒng)目前已通過最終的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果良好，實(shí)現(xiàn)了低噪聲、高增益的設(shè)計(jì)目標(biāo)。