【全手工打造】自动增益放大器设计制作

RF-刘海石

【全手工打造】自动增益放大器设计制作 [复制链接]

 

首先介绍下我自己，因为自从我进论坛但是我我属于那种潜水人员，只是关注不发表言论的，最近刚刚忙完，把前几天做好的毕业设计拿出来分享下，也可以作为大学生电子竞赛的练习题目，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。。。。


当然都是本人自己所想绝对没有抄袭任何人的设计。。。




本设计的放大器采用MINI公司的mmic系列的放大器，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。这里最痛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，可视最近360比较猖狂，把我的破解文件给查杀了，现在没办法打开了，仿真图就不上了。。。
下面是制作过程。。
首先是面板的自作，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品。。。。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，真的是想进办法啊。。。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口去控制个负电压，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 测试采用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，这里几乎设计到了小信号的所有问题，通过这的小作品的制 作，但是通过这设计使本人在技术上又是有所收获，，，， 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。。。。。

RF-刘海石

yyhhgg 发表于 2015-7-15 13:50
楼主装备挺全的

哈哈哈，随便玩玩。。。

soso

详细且具体，且有发烧的感觉

希望多多交流，多多分享你的经验

youluo

主芯片增益芯片也是用的ADI的吗

RF-刘海石

soso 发表于 2014-7-2 11:47
详细且具体，且有发烧的感觉

希望多多交流，多多分享你的经验

OK


一定多多分享的

RF-刘海石

youluo 发表于 2014-7-2 12:27
主芯片增益芯片也是用的ADI的吗

我上面不都写了么，自己好好看看吧。。。。

lyzhangxiang

激情的发烧友
搞硬件太hi了，有点小冲动

青叶漂零

你的仪器不错，有好多小公司还没有呢。

RF-刘海石

lyzhangxiang 发表于 2014-7-2 13:04
激情的发烧友
搞硬件太hi了，有点小冲动

以后多多交流，，，一起HI。。。。

RF-刘海石

青叶漂零 发表于 2014-7-2 13:08
你的仪器不错，有好多小公司还没有呢。

这些仪器是我一年的血汗钱，七八万块大洋啊，，，，全砸在仪器里面了。。。。

青叶漂零

呵呵，你没结婚吧。我购了不少仪器，频谱仪，一直没敢买。觉得高频工作不能做。高频和开关电源设计要远离的。

dontium

1、非常佩服楼主的精神。能把东西搞出来，就很不简单。能达到指标更不简单。
2、窄带放大器的失真不是用示波器看的，有了滤波器后，失真就很小了，可以用专用的失真仪测量。
以下给点提示以便楼主优化设计：
3、楼主的方案觉得有些 “ 砸钱 ” ，可以看看以前的中频放大电路作些借鉴，过去在3AG1三极管的特征频率仅1MHz多时，就可以生办法放大465KHz的中频，增益（考虑滤波器的插入损耗）即可达20~40dB，现代的管子性能大幅度提高，30MHz的中频可以由两三级搞定。
4、检波及AGC部分，有成熟且最经济的方法：即用一只二极管。

soso

青叶漂零 发表于 2014-7-2 13:21
呵呵，你没结婚吧。我购了不少仪器，频谱仪，一直没敢买。觉得高频工作不能做。高频和开关电源设计要远离的 ...

为啥？

青叶漂零

soso 发表于 2014-7-2 13:43
为啥？

你远离这工作就是了。

abszy

楼主真是不简单  
要是有空给我等模电菜鸟  详细讲讲啊
不知道毕业论文能否共享下呢

ddllxxrr

这个不真不错，楼主的仪器是单位的还是自己的

lonerzf

这也太犀利了吧，这硬件做的，赞！ 还有好多仪器我都没机会见。

电子微创意

这是一鸣惊人么

RF-刘海石

ddllxxrr 发表于 2014-7-2 17:33
这个不真不错，楼主的仪器是单位的还是自己的

网络分析仪是公司的，那个二手的也要几十万呢。目前还没能力搞得起矢网。剩下所有仪器都是自己的。。。。

RF-刘海石

青叶漂零 发表于 2014-7-2 13:21
呵呵，你没结婚吧。我购了不少仪器，频谱仪，一直没敢买。觉得高频工作不能做。高频和开关电源设计要远离的 ...

刚刚大专毕业，哪能就结婚呢，我现在从事的工作就是射频方向的。军用电台，功率都是20W开外。。。。。

RF-刘海石

dontium 发表于 2014-7-2 13:41
1、非常佩服楼主的精神。能把东西搞出来，就很不简单。能达到指标更不简单。
2、窄带放大器的失真不是用示 ...

谢谢版主的建议，那个失真测试要是有失真度仪当然用失真度仪测试了，可惜我没有，所以测试不了，只能拿示波器测试大概的指标，而且是毕业设计这个程度就很好了。

版主是我的方案“砸钱”这个相对您说的三极管的那个确实砸钱，这个我承认的，我一个mmic可以买到一堆的三极管。。。。

现在时代在进步有这样的芯片干嘛不去用呢？还要回到原来的三极管上面，而且还要前后匹配，那样比较麻烦。而且有时候也不太稳定，我2011年做的LC谐振放大器就是用的纯三极管做的，4级三级管增益做到90+db。。。前后匹配容，易自激振荡。。。

AGC电路我用这个芯片比较成熟了，现在我公司的产品也采用了我的检波方案，，，

我还是那个想法，有芯片我绝对不会去用分立元器件的，，，，认可贵一点也采用芯片，不然那生产芯干吗，这个是我老板告诉我的，呵呵。。。