各位老师好,我是一名硕士研究生,毕业选题方向是用于提升无线通信基站功率放大器效率的包络跟踪技术。现在在线性放大部分遇到了问题,向各位专家老师请教。
现在需要对振幅为0-1V、频率20M的正弦信号进行放大,放大到0-28V。
第一级采用运放ths4021,可以将信号放大到10V左右,但是第二级运放很难同时满足带宽要求和输出电压幅值的要求。
请问各位老师对于第二级放大有没有什么建议,谢谢各位!
shuai liu2:
回复 Vera Mao:
您好,听了您的建议用THS3001HVx做二级放大,可以输出28V,下面是频率10M,0-1V正弦波的放大情况。
但是当信号频率20M的时候,会出现明显的毛刺、波形也失真成三角形,并且波谷电压不再是0V,偏移到4V左右。
波形失真是由于第一级运放带宽不够造成的,但是为什么出线毛刺和电压偏移我不太清楚,是不是第二级运放的直流供电不对?这个电路是不是还存在很多问题?
专业不是学电路的,对于运放很多知识都不知道,希望能得到您的帮助,谢谢您!
Vera Mao:
回复 shuai liu2:
你好,
THS4021和THS3001都不是轨到轨的放大器。
THS4021能容纳的输入是离轨1.2V以上的信号,输出是离轨2.5V,也就是说如果用+/-15V供电, 输入只能为范围在-13.8V~13.8V, 输出只能在范围-12.5V~12.5V范围。
THS3001能容纳的输入输出都是离轨1.8V,能容纳的最高供电电压是正压-负压<=37V. 所以如果你用+37V供电,它的输入输出只能在2.5V~34.5v.
所以你的电路里有两个问题:
1. 3001的供电电压太大了。
2. 前后两级信号的共模不匹配,超出器件的范围。
可以采取以下方式:
1. 减小第一级的增益, 可以获取更多带宽。(也可以在第一级用3001)
2. 如果你调整下3001的供电范围, 来匹配第一级的输出电压范围。
具体调整的量需要根据你的设计目标(总增益大小,以及输出电压范围)来决定。
谢谢!
shuai liu2:
回复 Vera Mao:
谢谢您的帮助,两级都用3001放大,问题已经得到解决,再次向您表示感谢,祝您生活愉快!
shuai liu2:
回复 Vera Mao:
您好,还有问题需要请教您。
我在仿真的时候,运放输出端开路,测试输出电压,效果很好(0-1V、频率20M正弦信号放大到0-28V)。但是实际应用中带的负载大约是10几欧姆左右,该电路输出电流不够(运放输出端换成10欧电阻仿真,效果很差,下面是仿真电路)。
想请教您怎样提升输出电流来满足输出功率要求呢。可不可以用大功率的运放连成射随器的形式放大电流,如果可行的话,您能不能推荐一下合适的芯片(即能满足输出28V电压,又能满足20M频率)。或者如果有别的解决方案,希望您能指点一下。不好意思真是麻烦您了~谢谢!
Vera Mao:
回复 shuai liu2:
你好!
不用客气! :)
你这个需求确实有一定难度, 一般放大器都有一条IV曲线,表征输出电压摆幅随输出电流增大而衰减的趋势。
按你的需求,需要放大器有2.8App的输出驱动能力,同时要保持28Vpp的摆幅,一般的高速放大器都没有这样的驱动能力。可以考虑用线路驱动器的方案:比如THS6214,但是低阻抗负载也会是一个障碍, 可以考虑用两个放大器并联驱动的方式, 并用变压器来改变放大器输出口看到的阻抗,比如1.4:1,这样每个放大器看到的负载是39.2 Ohm。 可用架构如下, THS6214可用28V供电,Vcm取14V,这个电路的差分放大倍数是15倍,前级预驱动可用用3001再用变压器转差分,也可用用两级这种架构的电路级联,看你的实际应用情况。 这个器件暂时没有仿真模型: