2017年电赛国赛H题《远程幅频特性测试装置》训练总结（放大器部分）

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前言

前一篇主要总结了硬件部分信号源模块，这一篇就来说说信号源之后的放大器部分。
本组此题原理图及PCB压缩包可以点击此处下载

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一、放大器

我们采用级联电压控制增益放大器。选用具有45dB增益可调的可控增益放大器AD8367级联，通过外加控制电压的连续变化实现增益连续可调，电路原理简单，控制灵活。

1.模块简介

AD8367是一款高性能可变增益放大器，设计用于在最高500MHz的频率下工作。从外部施加0至1V的模拟增益控制电压，可调整45dB增益控制范围，从而实现精确的线性增益调整。

我们使用基于AD8367的可控增益放大器模块。使用两片AD8367搭建满足要求的连续可调的放大器模块。AD8367具有良好的线性增益曲线，且增益稳定，带内波动幅度小，并能使用5V单电源供电即可正常工作，完美契合题目要求。

2.实测遇到的问题及解决方式

从功能上看，AD8367放大模块能很完美的实现题目要求，也并没像网上说的那样引入明显的噪声，所以无需再进行滤波处理。

从指标上看，题目对放大器输入阻抗有所要求，要求为600Ω，我猜测这就是出题人对模块的限制，毕竟这种模块输入、输出阻抗都默认设定为50Ω以进行阻抗匹配。和之前的AD9959模块一样，它的输入输出阻抗均是通过输入输出端接一个51Ω贴片电阻到地实现的。（某宝上的这个模块似乎把到地的50Ω电阻去掉了，但还留有焊盘）

最开始我们天真的认为，模块既然自带50Ω输入阻抗，那我们前级再串联550Ω进去即可，暂且不谈我们这里错把模块的50Ω电阻当成串联，在外部直接串联电阻的时候，我们又惊奇的发现，过完这个串联电阻的输出幅度也会在高频下随频率的增高而明显降低，显然这里又双叒叕体现了电阻的高频特性。

于是我们又灰溜溜地回去细品了一下这个模块介绍以及芯片手册，惊喜又出现了，我们不但发现了50Ω到地的问题，还发现AD8367的输入电阻并非无穷大，而是200Ω，这里给出芯片手册上的介绍。

显然，AD8367芯片本身并非运放，我们错把他当运放处理，错将它的输入电阻当无穷大计算。

那么此时如何修改它的输入阻抗就清晰了，直接把到地的51Ω电阻去掉，再串联进400Ω左右的电阻，那么从输入端看进去，就是400Ω和200Ω串联，输入阻抗即为600Ω。

3.VCA821与AD8367两个放大模块的对比

虽然我们组用的是AD8367，但实验室里更多组使用的是VCA821模块，首先从题目所要求指标上看它们有三个不同：
①供电方式不同：VCA821模块为±5V双向供电，AD8367模块为+5V单边供电。
②放大倍数不同：VCA821模块为-20dB - +20dB，AD8367模块为-2.5dB - +42.5dB。
③输入阻抗不同：VCA821芯片输入阻抗无穷大，AD8367芯片输入阻抗200Ω。

我这里认为，AD8367模块更能符合题目的要求，也更简单，毕竟AD8367模块只需级联两个即可满足要求，但VCA821模块需自制一个20dB以上的固定增益放大器级联以构成0-40dB可调放大，还需要把双向供电转单边供电以满足题目的拓展指标要求。

除题目指标以外，使用VCA821的小组在实际制作过程中还发现了一个很棘手的问题，就是自己焊的VCA821经典电路会产生自激（这些小组的频率指标是1kHz-40kHz而不是1MHz-40MHz）。这个问题到现在都没有解决，产生自激的原因我认为主要有二，一是没有用pcb制版，工艺不足。二是VCA821适合用于高频，可能并不适用它们的1kHz-40kHz的频率范围。

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