基于MSP430的直流寬帶放大器設(shè)計(jì)

摘要：以壓控增益寬帶放大器VCA810為主，配合低噪聲高速運(yùn)放OPA820ID和高輸出電壓低失真運(yùn)放THS3091D，設(shè)計(jì)并制作一個(gè)基于超低功耗單片機(jī)MSP430F155的5 V單電源供電的寬帶低噪聲放大器。由單片機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)VCA810增益控制及輸出波形幅值顯示。電壓增益為-20～+60 dB可調(diào)，在最大增益下，通頻帶為10 Hz～10 MHz，負(fù)載50 Ω情況下可輸出峰峰值29 V的電壓。為解決寬帶放大器的自激問題及減小輸出噪聲，采用了多種形式的抗干擾措施，抑制噪聲，改善放大器的穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞：寬帶放大器；VCA810；MSP430；單電源；峰值檢測

隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，人們迫切地要求能夠遠(yuǎn)距離隨時(shí)隨地迅速而準(zhǔn)確地傳送多媒體信息。于是，無線通信技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，技術(shù)也越來越成熟。而寬帶放大器是上述通信系統(tǒng)和其他電子系統(tǒng)必不可少的一部分，低噪聲放大電路模塊很大程度上決定了系統(tǒng)的整體指標(biāo)。由此可知，寬帶放大器在通信系統(tǒng)中起到非常重要的作用，于是人們對(duì)它的要求也越來越高。

1 總體設(shè)計(jì)方案
1．1 寬帶放大器設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)
寬帶放大電路的設(shè)計(jì)中主要考慮增益、通頻帶、動(dòng)態(tài)范圍，穩(wěn)定性等。這里設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)如下：
(1)用5 V單電源供電，輸出為50 Ω阻性負(fù)載；
(2)放大器電壓增益大于等于40 dB(100倍)，并盡量減小帶內(nèi)波動(dòng)；
(3)在最大增益下，放大器下限截止頻率不高于20 Hz，上限截止頻率不低于10 MHz；
(4)在輸出負(fù)載上，放大器最大不失真輸出電壓峰峰值大于等于10 V。放大器輸入為正弦波時(shí)，可測量并數(shù)字顯示放大器輸出電壓的峰峰值和有效值。
1．2 總體方案描述
系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。系統(tǒng)主要由4個(gè)部分構(gòu)成：前置放大電路、可控增益放大電路、后級(jí)功率放大電路和單片機(jī)顯示控制模塊。第一級(jí)用OPA820ID構(gòu)成的放大電路增益為6 dB，實(shí)現(xiàn)了輸入阻抗匹配；可控增益放大電路由VCA810組成，實(shí)現(xiàn)了-40～+40 dB的動(dòng)態(tài)增益變化；后級(jí)放大電路增益為14 dB；單片機(jī)顯示控制模塊完成對(duì)VCA810的控制以及輸出電壓檢測功能并用液晶顯示輸出電壓的峰峰值和有效值。