### 宽带直流放大器设计知识点详解
#### 一、宽带直流放大器设计目标与技术指标
本设计旨在实现一款高性能宽带直流放大器，主要针对电子设计大赛参赛者提供技术支持和设计参考。根据题目要求，设计需满足以下关键的技术指标：
- 在输入电压有效值 _Vi_ ≤ 10mV 的情况下，放大器的电压增益应大于 60dB；
- 当电压增益为 60dB 时，输出端的噪声电压峰-峰值 _VONPP_ ≤ 0.3V；
- 3dB 通频带需覆盖 0～10MHz；
- 在 0～9MHz 的通频带内，增益起伏不超过 1dB；
- 能够为 50 欧姆的负载提供正弦有效值 10V 的输出电压。
为了达成上述目标，本设计将宽带直流放大器划分为五个主要部分：前置缓冲级、中间增益可调放大级、后级功率放大电路、电源部分以及滤波器。
#### 二、方案选择与论证
##### 1. 前置缓冲级
**方案一：** 采用宽带高精度集成运放 OPA620 构成电压增益为 6dB 的缓冲级。OPA620 具有较高的增益宽带乘积（200MHz），能够很好地满足设计需求。该方案的优势在于能够提供高质量的信号传输，为后续放大级提供良好的信号基础。
**方案二：** 使用普通运放。尽管成本较低，但普通运放的带宽和精度有限，难以满足题目要求的 10MHz 频带宽度。因此，该方案不太适合本次设计的需求。
**结论：** 综合考虑性能与可靠性，选择方案一作为前置缓冲级的设计方案。
##### 2. 中间增益放大级
**方案一：** 采用三极管构成多级放大电路。虽然具有选材方便和成本较低的优点，但由于题目要求的指标较高，使用三极管构成的多级放大电路可能无法达到所需的性能标准，特别是在抑制干扰方面表现不佳。
**方案二：** 使用集成运放 OPA620 构成两级放大电路。可以实现 -40dB 至 +40dB 的可调增益范围，但难以实现 0-60dB 的全范围连续可调。
**方案三：** 使用低噪声增益可控放大器 AD603 构成两级放大电路。单级 AD603 可以实现 0-40dB 的电压放大，具有 30MHz 的频带宽度。使用两级连接时，理论上可以实现 0-80dB 的增益可调范围，符合题目要求。此外，AD603 支持多种增益控制方式，如手动调节、模拟开关控制等，易于实现智能化控制。
**结论：** 方案三因其出色的性能和灵活性成为最佳选择。
##### 3. 增益控制电路
**方案一：** 使用 89C51 单片机配合 DAC0832 实现增益可调。DAC0832 是一款 8 位 D/A 转换芯片，具有较高的转换精度，适合用于实现增益步进为 5dB 的数控功能。
**方案二：** 使用 89C51 单片机配合模拟开关和电阻网络实现增益可调。该方案虽然成本较低，但精度不高，且电路复杂度较高。
**方案三：** 通过滑动变阻器实现增益手动可调。成本最低，控制精度由电阻器决定，但在操作灵活性上存在局限性。
**结论：** 根据设计需求及未来发展趋势，建议选择方案一，即使用单片机和 DAC0832 实现增益数控功能。
#### 三、总结
宽带直流放大器的设计方案选择应综合考虑性能、成本以及未来发展的趋势。本设计方案采用了宽带高精度集成运放 OPA620 作为前置缓冲级，低噪声增益可控放大器 AD603 作为中间增益放大级，并通过单片机配合 DAC0832 实现增益数控功能。这些选择不仅满足了题目提出的技术指标，还兼顾了设计的灵活性和未来的扩展性。
