基于AVR单片机的可预置程控宽带直流功率放大电路设计

4 系统测试分析

系统设计完成后，为了验证宽带直流功率放大器的指标，采用SKl731型直流稳压电源、PM5139型20 MHz数字信号源、TDS1012型300 MHz数字示波器、VC9806型4位半数字万用表等，对该系统的增益设置、通频带内增益起伏、带宽频率特性、输出噪声电压、放大器效率等进行了测试。

4.1 增益测试

输入有效值10 mV、频率为1 MHz的正弦波信号，输出接50Ω负载，从0 dB开始增大放大器增益，步进为1 dB。用示波器测试输出电压，计算增益误差。测试可得，输出增益在0～60 dB内连续可调，增益误差最大为0.4 dB，最大输出有效值为10.1 V。

4.2 通频带内增益起伏测试

输入有效值为10 mV的正弦波信号，输出接50Ω负载，将放大器增益设置为60 dB，从0 Hz开始增大输入信号频率，步进为1 MHz，用示波器测试输出电压，计算增益误差。测试可得，在0～10 MHz频带内最大增益起伏为0.5 dB。

4.3 带宽频率特性测试

输入有效值为10 mV的正弦波，输出接50 Ω负载，将放大器增益设置为60 dB，分别预置截止频率为5 MHz、10 MHz，从0 Hz开始增大输人信号频率，步进为1 MHz。用示波器测试输出电压，计算增益误差。测试可得：在预置5 MHz通频带时5 MHz频带处增益衰减为2.9 dB，O～4 MHz内最大增益起伏为O.5 dB;在预置10 MHz通频带时10 MHz频带处增益衰减为2.8 dB，0～9 MHz内最大增益起伏为O.5 dB。

4.4 放大器效率测试

输入有效值为10 mV的正弦波，输出接50 Ω负载，调节放大增益为60 dB，将放大器正负供电电源均串入直流电流表，测得负载两端电压有效值为10 V，正电源电流为O.133 A，负电源电流为0.063 A。可计算出效率为68.O%。

4.5 测试结果分析

通过以上测试，可以看出该放大器成功解决了现有放大器在宽带、直流、功率放大很难兼顾的问题，完全达到了项目的设计要求。究其原因，以下几点很重要：在设计放大器供电电源去耦时采用π型电感、电容网络，该去耦网络对各频段的电源噪声都有良好的抑制效果;精心考虑放大电路的PCB布板，采取部分敷铜而不是全部敷铜，减小了寄生电容，使电路工作更稳定;电路板间信号传输采用带高频屏蔽线的线缆，减小了信号的串扰;在信号输入端采用SMA头加高频屏蔽罩进行信号的连接，增强了系统的抗干扰能力。

结语

本文结合现在一般放大器的设计方案及存在的问题，论述了程控宽带直流功率放大器各单元电路的详细设计方法，提出大动态范围、低失真的程控宽带直流放大器的设计方案和实现方法。测试结果表明：该方案较好地解决了增益、直流宽带、功率等放大器关键参数的矛盾，实测的系统各项指标均达到设计要求。