干货 | 全手工打造自动增益放大器
按照自己所想绝对没有抄袭任何人的设计,虽然这个增益放大器内部比较丑陋,但是指标还可以。
指标如下:
中心频率是 30MHz
带宽 ±1.5MHz
输入信号幅度 -56dBm---- -16dBm
输出信号幅度 5Vpp±0.5Vpp
上面的指标基本就是这样的。有感兴趣的同学也可以想想怎么设计这个题目。接下来我把我自己的设计方案贡献出来,分享大家仅供参考哦。
设计的放大器采用 MINI 公司的 mmic 系列放大器,电路简单易实现,内部匹配50欧姆,数控衰减器采用 HITTITE 公司的负电压工作 hmc307 具有 31db 的衰减量。所以采用两级串联高达 62db 的动态范围。检波器采用 ADI 公司的 AD8307 具有 92db 的动态范围。这里最头疼的就是电平转换的电路,因为 mcu 出来的电压是正电压。而数控衰减器的控制电压是负的,所以需要电平转换。
本来是先用 ADS 仿真的,可是最近 360 比较猖狂,把我的破解文件给查杀了,现在没办法打开,仿真图就不上了。
下面是制作过程。
首先是面板的制作,采用 CAD 先画个面板图。
然后开始贴到铝板上按照要求开始加工,完全是自己用台钻和锉刀完成的
接下来电路的设计,主要是放大器要达到 80db 左右。因为中间有个 30MHz 的无源带通滤波器,差损将近 8db 左右。幅频特性曲线如下
网路分析仪不是我自己的仪器,这个是公司的财产,只是借来用用,哈哈,等有钱了,自己一定搞一台。(本人也是仪器发烧友)
带宽 2.8MHz
中心频率 30MHz
差损 8dB 左右
带外抑制大于 40dB
下面是主体放大电路安装完毕
下面是前面板的控制电路,这个电路不得不说了,想尽办法啊。想的都要崩溃了,虽说是个小电路吧,但是有点小复杂。因为用单片机的 IO 口去控制负电压,所以这个地方有些绕弯,还是小弟有些笨,有的大神分分钟就搞定了,不过经过小弟的努力还是搞定了。使用万能板搭的,比较丑陋。
测试控制还行,装上前面板
这次有点像样子了,累啊,白天还得上班,每天晚上都是搞到3点钟。一点不夸张哦。
这才是完工一半还不到呢,看看吧
接下来就是上面的辅助电路设计了,采用单片机和检波器及耦合器完成
上面的电路太丑陋。不过能实现目的就好。有句话说黑猫白猫抓到耗子就是好猫。我这也是哦。能实现功能就是好电路。因为我的是固定频点不用去考虑耦合器的平坦度。
现在有点像个模样了 ,看看它的脸面吧。嘻嘻
这次就基本完成一半的工作量了,接下来就是最烦的一个工作了,就是校准。这个我死的心都有了,苦逼啊……
完整的实物见面喽,就差校准了
最麻烦的事情开始,校准。校的我都蛋疼,这个记录我不只弄了一次,最少测试了3次,都不记得了,现在只有个最终的结果了
这个 0011 的东西看的都眼花,经过不懈的努力终于校准好了,下面就是测试图了,测试开始采用RS信号源,和 HP 的示波器,先来个最大的 -16dbm 频率30MHz
波形完整漂亮,没有失真,幅度在范围内。满足要求,我就不全部晒出来了,太多了,就选取几个代表的值来看看吧,实际全部测试了,来个中间值 -30dbm 频率30MHz
波形还是完好,漂亮,没有一点失真。幅度刚好 5V,最小的值 -56dbm,频率 30MHz
测试后全部满足要求,我的伟大工程即将结束了,耗时一个月啊,基本都是晚上。
最后来个全景侧视图吧!本人也是仪器发烧友,这些仪器都是本人所有,固定资产,哈哈哈……
又一件作品结束了,调试期间,遇到了不少头痛的问题,出现过各种的奇葩问题,中间都有想放弃的念头了,尤其是放大器自激后,简直就是没办法。想死的感觉都有了,最后还是沉下心慢慢的解决,结果一个个问题全解决,虽说是件小作品,不是什么产品,但只麻雀虽小五脏俱全,这里几乎涉及到了小信号的所有问题,通过这的小作品制作,使本人在技术上又有所收获,相信一句话,只要思想不滑坡,办法总比困难多,为我们的青春奋斗吧!