单位增益

2024-09-02

单位增益（共3篇）

单位增益篇1

1 背景

在文献[1]之单位增益算法中,笔者曾提到异点问题。虽然就给定实例而言,其增益的突变情况并没有真正影响到优化的最后结果,但我们可以理解,如果发生突变的数值幅度较大时,必然会对最后的结果产生直接影响。另外,倘若突变情况相对较少时,完全可以单独针对这些突变数据点,作为资源分配着力点,一旦得到一个具体的资源分配方案,再将其与以该算法得到的方案做比较分析,择其优者,同样可得到最优解。因此,在单位增益整体上符合同网点数成反相关之情况下,若能找出个别突变情况,则可大大增强该算法的可靠性。鉴于篇幅所限,在文献[1]中并未展开做详细讨论,本文将就异点问题做进一步分析。

2 增益算法简介

不失一般性,不妨设n=6,m=4,此刻为各目标分配不同资源数时的具体效益数据,如下面的表1所示,试分析使总效益最大的资源资源分配最优化方案。

如果采用传统的DP求解算法处理该问题,一般是通过分阶段、定状态、取决策、分析状态转换图,再基于该图按照从后向前的逆推思路来求解之,思路虽然十分清晰,而且也能得到最优解,但算法的时间复杂度相当不理想,效率甚低。为此,我们采用与贪心算法相类似的思路,从另外一个角度着手,从局部出发经过一系列的最优选择进而得到整体最优解。

我们知道,常规的DP求解以为各目标分配资源的过程作为阶段的划分标准,我们不妨将这种关注从目标转向资源,即将各个目标看成是相对独立的个体,转而考虑分配每一个资源时的策略选择,即考虑选择将该资源分配给哪一个具体的目标。显然,此刻应该知道分配每个资源给各目标单位时,可使总的效益增益情况,我们选此刻的最大增益即可。于是,便需对表1之数据做适当处理,不妨建立单位增益的最大化模型,构建其对应的单位增益矩阵如下所示:

其中,表示在给第i个目标已分配了j-1台资源之基础上,再增加一台资源时,总效益的增加值。

接着再建立目标函数:

其中,S表示获取的最大总利益,而pi表示给第i个目标分配了pi个网点。显然,第j台资源是建立在已有j-1台资源的基础上的。规定ai0=0,表示不给目标i分配资源时,其效益自然为零。

容易证明,此目标函数与DP传统求解时的目标函数等价。

我们在参考文献[1]中,假设,

又用P=(p1,p2,…,pm)表示分配策略向量,即给不同的目标分配以不同的资源数;

而,Dr={di|di∈Li}为增益方案之集合,就是说在为第r台资源确定了它的目标归属之后,再为其多分配1台资源时,可能可获得的增益数值。

于是,基于单位增益思想的算法求解过程,就可以描述如下:

第1步:初始化。P=(p1,p2,…,pm);Dr={di|di∈Li},r=1;S=0;

第2步:取Dr集合中最大元素,记为M,并取下标q,pq=pq+1,S=S+dq,r=r+1;

第3步:若r<M,则更新Dr,dq=aqr,并转第2步;否则转第4步;

第4步:显示并输出向量P与S。

就上面的想定示例数据模型来说,其对应的单位增益矩阵如下所示:

通过单位效益求解算法,可得最优分配方案为P6*=(2,1,1,2),即分别为目标1,2,3,3分配资源2台,1台,1台,2台,如此可使得总效益值达到最大,总效益值为76。具体过程从略,可参考文献[1,6,8]。通过与单位效益指数法的求解结果,以及和使用传统的DP思想之求解结果的相互比较,容易理解该算法之有效性[1]。

3 异点分析

3.1 异点定义

就前面给定的想定示例数据来说,增益算法确实得到了该问题的最优分配方案,而且算法思路也很清晰,运算比较简单,收敛速度很快。但是,容易看出该求解算法依然弊端显的。仔细分析上述想定示例的资源分配具体过程,就容易发现单位增益矩阵有明显的特殊性。就是说,对于同一个目标来讲,在整体上单位增益数值同资源数是成相对温和的反相关趋势的,如下面的图1和图2所示。容易看出,较图2而言,图1实质上强化了反相关的变化趋势,所以,后续叙述中将尽量采用单位增益数据之反相关数据来做分析。

仔细观察图1中的第4行数据变化情况,不难看出,在分配数分别为3和4时,增益数值是一样的,故曲线在该范围内呈水平状态,这便是一种相对温和的异常情况。虽然本例之增益变化情况并未影响最后的结果,但容易理解,如果变化的趋势发生局部突变,甚至存在着正相关等异常情况,必然会对最后的结果产生直接影响。我们称这些反相关趋势中的异常情况为异点。

3.2 异点特征分析

按数据模型中所包含的异点数量,可将模型划分为单异点模型和多异点模型两大类。

异点突变的方向可以为正,亦可为负,即突然大幅度地增加或说减少。以此为依据,可将突然增加的异点称之为正异点,将突然大幅度减少异点称之为负异点。

一般情况下,呈水平变化趋势的异点,对单位增益求解算法的影响不大,甚至可忽略不计,因此,可将其称之为虚异点,而将那些确实有明显变化的异点称之为实异点。我们后面将重点讨论实异点。

例如,在图3所示之增益数据模型就是个典型的多异点模型,其中第1行在位置4处,第2行在位置5处,第4行在位置5处均存在异点,且第3个异点还是虚异点。

而图4所示之增益数据模型则是个典型的连续异点分布情况,其中第1行在位置4和5两处,均超过位置3的值,与负相关规律不符。而在第4行在位置3处和位置5处,均超过其前一位置的值,也存在异常。

3.3 异点定位

其实,存在异点并不意味着分配方案就一定得做修改,还需要同已求得的结果做比较分析,但首要任务是判定模型中异点的存在、位置、数量和分布情况。一般地,就前面的单位增益矩阵而言,如果aij≤aij+1,则aij就是异点。当aij<aij+1时,为实异点;当aij=aij+1时,为虚异点;当aij<aij+1,且aij<aij+2、aij+3、aij+4、aij+k时,就是连续异点。下面是针对给定增益矩阵数据模型的异点定位标准C伪码描述:

经该异点定位函数处理之后,各异点的位置和属性保存在全局数组ab_position中,其中,第1列存异点所在行,第2列存所在列,第3列存其类型,且0为虚异点,1为实异点。

其中,Zeng Yi_D用以存储增益数据模型数据,是个二维数组;Lines存储增益数据模型的行数,初值为0;Cols存储增益数据模型的列数,初值为0;ab_position用以保存异点的位置和属性,也是个二维数组,各列数值分别为异点所在行、列和虚实属性。Count_abnormals保存定位处理完成后,确定的异点个数。假设增益数据模型数据如图5所示,则其异点定位结果如图6所示。

3.4 负值与正相关

当增益模型中出现负值时,可对该矩阵之所有数据均加上该负值的绝对值,便可将整个矩阵变成正值,然后再按前述方法做相应处理即可。当然,求解完成后,尚需对其做还原处理。不过,基于求分配模式最优,而非最后的效益值之考虑,即使不还原亦无不可。

通过前面的分析我们知道,异点定位在一定程度上弥补了局部出发求解可能造成的结果不准确之现象(此即瞎子摸象),它只能得到一个近忧解的不足。若突变情况相对较少,亦可单独以异点落脚分配,求解后再与正常方案做比较,择其优者有效。因此,在单位增益整体上符合同网点数成反相关之情况下,若能找出个别突变情况,则可增强算法的鲁棒性。

我们强调增益算法适用于对于同一目标分配资源时,增益模型整体上符合同资源数呈温和的反相关之情况。其实,在现实生活中还应存在着正相关的情况,此刻效益追求与资源保障完全相一致,但已无研究之必要,故本文暂且从略,不再赘述。

模型的适用与否,与增益的正相关还是反相关性无关,而仅仅与模型数据的趋势是否稳定有关,所以,最后总是可以归结到对异点的分析和处理上来。当然,对分配问题来说分配效益有规可循的实际意义也相对更大些。

另外,基于增益算法倘若增加分配资源规模,则可以该算法之中间结果为基础继续计算。倘若采用传统的DP处之,则必须从分阶段、定状态并取决策开始做分配处理,这也是从局部出发相较从整体出发的优势。

鉴于水平所限,不妥和错误之处难免,敬请各位读者批评指正。

摘要：笔者针对基于传统DP求解的分配问题之具体特征,曾改变单位效益指数法[6]之关注角度,独创性地提出了单位增益求解思想[1]。该文就该算法中的异点问题,从其定义和特征入手,对异点的诸多细节做了较为详细的讨论,从而丰富并完善了增益算法的相关内容。

关键词：运筹学,DP,分配问题,单位效益算法,异点

参考文献

[1]曹迎槐.基于单位增益最优化的DP求解算法[J].电脑知识与技术,2014(8).

[2]曹迎槐.防空兵火力分配赋零算法[J].现代兵种,2000(11).

[3]Waltz E,Lines J.Multisensor Data Fusion[M].Ariech Hoase,inc,1989.

[4]曹迎槐.单位效益指数法初探[C.第十届军事系统工程年会,2000,10.

[5]Przemieck J S.Introduce to mathematical Methods in DefenseAnalysis[C].1985.

[6]曹迎槐.关于分配问题的一种新解法[J].计算机与现代化,2009(3).

[7]钱颂迪.运筹学[M].北京:清华大学出版社,1993.

[8]曹迎槐.军事运筹学[M].北京:国防工业出版社,2013.

扭转增益75米波段移动天线篇2

设计灵感

到底是制作哪些波段的高性能移动短波天线呢?关于这个问题我想了很多。最终确定我的天线只要能在一个波段完美工作就好,这个波段就是75米。为什么是75米波段呢?首先在亚布达——我的家乡,大部分火腿都守在这个波段的3.7MHz频率上,这个频率上的活动整天不停歇。此外,由于我每周要离家5天在外工作,我开车多数是在白天。再有就是我周末东跑西奔旅行拍照的时候,也乐于能在75米波段上工作。为了实现上述的愿望,我设计了这款75米波段的单波段移动天线。我觉得在其它波段遇到不理想的通联时,它的表现一定会很出色。

我的所有短波移动天线,都有一个共同的部件:电容帽。我觉得这个部件也应该用在我设计的这根高效的75米波段移动天线上。在制作、使用及测试了所有我能想到的每一个电容帽配置方法后,我确定了这种被我称为扭转增益(gain twist)电容帽的安装方式。我的所有移动天线在整支天线装配的时候都使用了加感线圈;由于加感线圈是天线中的最无效部分,我又花了大量时间来减小它,至少要减小一部分。

加感线圈之所以效率低是因为其阻抗要和天线的辐射阻抗串联计算,而这个天线的长度比1/4波长的单极天线短很多,因此其阻抗很小。在其它条件相同的情况下,需要的容抗越大,则带来的阻抗越大。使用电容帽的作用是在加感线圈上方增加容抗,以达到增加天线电气长度的目的。电容帽越大,即有效面积越大,则其容抗越大。而容抗越大,在给定的对应频率上的加感线圈需要的感抗则越小。

在我找到所需的一切材料后,我把自己关在了我的机械修理店里。在那里我加工不锈钢、聚碳酸酯塑料、聚甲醛塑料和铜块等材料,制作我的75米移动单波段天线(见图1)。我对所有短波天线的一个要求,是它们能够紧固在我小货车后面的一个支架上,而这个支架也已经被我牢牢安装在车子的框架上。这根支架的顶部,也就是这些天线的馈电点,略低于我车子的顶部。

制作安装

安装位置

安装位置对任何移动天线系统的高效、成功使用,起着至关重要的作用。首先天线线圈要离开车体,这一点很重要。另外要记住的一个事实是,在发射的时候从馈电点开始的整条天线都在向外辐射,不仅仅是线圈,天线的主体外突出的鞭状凸也在辐射。你可以花大价钱去买最好的天线,但是如果你把它在车上安装地很低,从而在车体的金属层和天线主体及线圈间产生不需要的耦合的话,这钱将会花得很冤。

我以前在把我的天线固定在我F-150车上的支架上时,通常使用3/8 X 24的不锈钢螺纹钉,这样其啮合面积有2平方英寸,这对我早期的天线来说,足够了。随着我的新款短波移动天线不断生长,我的固定装置还是依旧。在我设计天线的各个部件的时候,我意识到我底座固定的不锈钢螺纹栓钉应该要能完全胜任我的新天线,而新天线的重量当时我估计有8磅。基于此考虑,我把螺纹钉从标准尺寸换成1/2 X 20的规格。当然,也用了高质量、高等级的螺母。

车子也是短波移动天线的一部分

把天线安装到车子上,你也仅仅是成功了一半。我那2004年的福特F-150小货车,是承载式车厢。这就要求把天线和车体连接在一起,用以减小噪音;通过这样的连接也同时把车体作为地以提高天线效率。

我曾用1英寸宽的镀锌铜质编织带,把它们接在F-150各部件的接地上。再通过把这些编织带各自末端的小眼连接起来,从而实现把F-150的各个部件接地连接在一起。这种编织带比圆电线的电阻更低,还能提供更有效地连接。开始时我遇到的一个问题是在短波中有点火开关的噪音,那时我的F-150发动机的接地使用了1/4英寸宽的编织带。当增加了额外一条1英寸宽的编织带把发动机和车体连接后,我的短波底噪一下子减少了2个S级别。

我还把排气管靠近发动机部位以及排气管尾部和车体连接起来共同接地。其它连接地方还有挂钩和车体,以及每一个车门都和车体连接。噪音的另一个来源是驾驶室后部和货厢前部中间的间隙。通过在间隙间增加两条接地编织带,我又让噪音减小了一个S级别。货箱的前端和尾端通过接地编织带和车体框架之间连接,车后门和货箱之间也要用编织带连接。这些地方在车子出厂的时候都没有正确的接地。需要注意的是,要让这些接地编织带尽可能的短;另外要注意的是在车体上打孔时,要小心不要打在看不见的电线上。

在连接接地编织带时,我用了不锈钢螺母及不锈钢锯齿形垫圈。别忘了,在移动短波天线这个案例中,你的天线只是DP天线的一半。移动天线缺少的那一半,就是车子以及车子和它下面的地面间所形成的电容。影响移动天线,特别是75米波段的移动天线效率的一个最大因素是地的减少量。最大化天线系统中地这一部分是必需的。而这可以通过使用编织带连接各个部件来实现最大化天线系统的地。

扭转增益帽

我之所以选择这种扭转增益帽,是因为它的这种设计可以通过增加很多电线来最大化电容表面积,而不必通过增加直径达到容量而使其体积过大。我精通焊接,我对在焊接过程中用作填充棒的不锈钢钨惰性气体(TIG)焊接棒非常熟悉。你可以从你当地的焊接中心找到各种直径的36英寸长的这种焊接棒;它们也有各种等级规格。我在做这根天线的时候,选用了316这一等级的焊接棒。它的直径是3/32英寸,具有很高的拉伸强度,并且不重。价格大概是8美元每磅,每磅大约8根。刚好是我做扭转增益电容帽需要的数量。

你可能会觉得我做的这条天线的外观有点怪异,这一特点也让它在停车场很容易被认出。我的朋友布莱恩·汉德(Brian Hind,VE6XX)则坚持认为75米波段的天线,若其越大越丑,则其性能越好。尽管我觉得没有公司会把天线做的丑陋,但是我发现对于这根大块头天线来说,他的话还是有点道理的。

下部主体

加感线圈下部的主体部分,我用了直径1英寸、0.125英寸壁厚、24英寸长的304不锈钢管。我还加工了点304不锈钢的连接头,随后会被插入加感线圈,以完成下部主体。

加感线圈的制作

在加感线圈的制作中,用到了聚甲醛树脂:一种热固型塑料。用其制作的线圈芯尺寸是:直径1.5英寸,长度12英寸。该线圈芯的2端要打孔并轻轻敲击,插入5/8 X 11的不锈钢螺纹连接件中。之所以选择这种螺纹尺寸是因为2英寸长的5/8 X 11螺纹栓可在家居商店中买到。这些螺纹栓在使用前,还要加工下,才能拧入线圈芯的两端。即在螺栓顶部钻一个1/2英寸深的孔,敲入3/8 X 24规格的不锈钢钉。此外,还要把螺栓顶部削平。这样当加感线圈组装完成与天线主体及上面的电容帽一起装配时,所有部件看起来整整齐齐。在我看来,组装好的部件,如果看起来不整洁,这将是件很糟糕透顶的事情。

不锈钢螺栓经过必须的机械加工后,让它们和聚甲醛紧密结合的秘诀在于先把螺栓敲入线圈芯两端的孔中所需深度的3/4。这样当它们被拧到位后,就会和线圈芯紧密贴合。通过阅读ARRL手册,我把加感线圈的直径定为6英寸,以使我的75米波段天线的加感线圈得到最大理想Q值(注释1)。我用1/2英寸厚的聚碳酸酯片来做线圈架的盖子(注释2)。

我手上碰巧有点1/2英寸厚,用来做线圈架的聚甲醛材料。我用它们做了线圈架的盖子,和之前做的聚碳酸酯盖子并在一起使用。线圈的绕线我用的是AMG#12规格的铜线,按照每英寸5圈,绕在线圈架上。如果此时你有车床的话,给线圈绕线将会很方便。一旦线圈架在车床上组装好,绕线将是件容易的事(图3)。把车床设定在最低速度档,剩下的事情就是要注意在线圈上绕线20圈(适用于3.7Mhz)。线圈的完成图见图4。

AWG#12绝缘室内铜线在家居商店内就可以买到。绝缘层可以预防铜芯氧化,同时绝缘层也让它看起来有点丑。另外要说的是,我找到了大直径、薄壁的聚碳酸酯管,未来我做线圈时可以把整个线圈都密封在这种管子内。

上部主体

加感线圈完工后,再经过几个简单步骤我们就可以完成上部主体的制作。用到的材料是6061-T6的高抗拉强度的铝合金,直径0.625英寸,长度26英寸。两端车出3/8 x 24的螺纹(图5)。我曾把电容帽下的上部主体切的太短。这导致电容帽离加感线圈有点近,我在用天分仪测试时很明显就看出来了。

电容帽

在制作我的扭转电容帽时,我发现当上下两片盖子扭转的角度越大,通过天分仪看到的电容越大。这会带来更小的线损。在和离我200英里的朋友艾根·柏克(Egon Backe,VE6EGN)通联测试时我发现了这一结果。而通联距离增加后这一结果则更为明显,这在和唐·乔丹(Don Jordan,VA7DJ)通联时得到验证。他位于温哥华岛,离我600英里。实际上当我和越远距离的电台通联时,增加电容帽的扭转角度对信号强度的增加越明显。

当然,这也是有极限的。如果在到达极限后继续扭转,增益就会递减。电容帽制作中另外一个关键尺寸是电容帽的上下盖之间的距离。最终定型的电容帽的上下盖之间的距离是14英寸。这也让我的电容帽最终的直径达到了27英寸。这种天线的制作目前有些许改进,就是把电容帽离加感线圈远点。但是你现在看到的这个最终定型版的尺寸,是在大小和性能方面取得最佳妥协的尺寸。聚碳酸酯部件的细节图可以在QST-in-Depth网站看到,配有详细的图片解释(注释3)。

我还把我的天线在根部增加了个正确匹配的分流线圈(图6)。分流线圈被我装在了灰色的PVC盒子里,和天线座接地。灰色的PVC电气盒既让线圈免于破坏,也让线圈避免了日晒雨淋,还让整根天线看起来更整洁。天线有20kHz的良好工作带宽,不需要天调。我的电台室里还有个MFJ-909天调,在75米波段的其它频率上呼叫时,我把它拿出来用用。

性能很好

这根天线我已经用了一段时间了。我可以高兴的说,我实现了预期想要实现的目标。我不仅做出了一根高性能的75米单波段天线,其性能还超越我的多波段天线中的75米波段的性能;通联中也不断得到很好的信号报告;它装在我的F-150小货车后面,和我的小货车看起来也很协调。对我来说最好的恭维就是很多火腿向我索要这根天线的制作数据,他们都希望能制作一根自己的75米波段扭曲增益单波段天线。

火腿用语

电容帽:装在天线末端的辐射圆盘或辐射棒,用于延长天线电气长度的元件

加感线圈:接入在天线中的电感,用于延长天线的电气长度。

参考文献

[1],ARRL无线电通讯手册2011版,可在你附近的ARRL经销商或ARRL书店中购得。

[2],J.Wonoski,N1KHB,<An Ideal Plastic for Amateur Radio Projects(业余无线电项目中的理想塑料材料)>。QST,2009年10月,42-44页。

可变增益放大器的设计篇3

伴随着计算机科学与技术迅猛的发展, 使用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。为了充分发挥和利用数字电路在信号处理上的强大功能, 工程中可以先把模拟信号按比例转换成数字信号, 然后利用数字电路对该信号进行处理, 之后再输出处理过的模拟信号。放大功能是模拟信号处理电路中最常用到的, 它是通过放大器电路实现的, 大多数模拟电子系统中都应用了不同类型的放大电路。放大电路也是构成其他模拟电路的基本单元电路, 如滤波、振荡、稳压等功能电路。本文以放大器为研究核心, 讨论数字和模拟电路组成智能控制放大器增益的系统。

2 可控放大器理论与功能

目前实现可变增益放大器的方法有多种, 常用的方法是采用普通带宽放大器构成的放大电路, 而AGC (Auto Gain Control) 部分则是采用分立元件构成的, 利用反馈的方法改变放大器的增益。同时采用场效应管作为AGC的控制端可实现高频率和噪声低的放大效果, 但是这种放大器的精确增益控制受限于温度和电源的漂移影响, 很难实现稳定性。为实现放大器的可编程控制, 则需采用控制电压与增益成线性关系的可编程放大器, 放大器AD603的增益可通过编程控制。AD603是一款低噪声、温度稳定性高的可编程控制增益的放大器, 其增益与单片机的控制字成线性关系, 因此能实现可变增益控制放大器。

放大器的性能指标:.a放大器输入正弦信号电压为10mV, 电压增益为0～60dB, 步进10dB, 通频带为100Hz～40kHz。b.低通滤波器-3dB截止频率fc在1kHz～20kHz范围内可调, 调节的频率步进为1kHz, 2fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB, RL=1k。c.高通滤波器-3dB截止频率fc在1kHz～20kHz范围内可调, 调节的频率步进为1kHz, 0.5fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB, RL=1k。d.带通滤波器中心频率50kHz, 通频带10KHz, 40～60KHz可调, 调节的频率步进为2kHz。在40KHz和60KHz频率处, 要求放大器与带通滤波器的总电压增益不大于45dB。可变增益放大器系统主要由三部分组成, 分别为程控放大器部分、程控滤波器部分、控制部分。

3 程控放大器设计

3.1 放大器设计。

为实现系统中可变增益达到60dB的要求, 程控放大器部分采用两级AD603放大实现。AD603主要有精密无缘输入衰减器、增益控制电路、固定增益放大器组成。通过控制电压的变化控制衰减器对输入信号的衰减, 经衰减的信号通过固定增益放大器输出实现增益的变化, 放大器增益的调整与放大器自身的电压无关, 增益控制部分输入阻抗很高, 输入电流很小, 所以片内控制电路对控制电压的外电路影响很小, 放大器的工作模式是通过设置VOUT和FDBK确定的。当VOUT和FDBK短接时, AD603的增益为40Vg+10, 增益范围在-10～30dB之间;当VOUT和FDBK断开时, 其增益为40Vg+30, 增益范围为10～50dB;如果在VOUT和FDBK接电阻, 其增益范围将处于上述两者之间。该系统中采用VOUT和FDBK相连, AD603的增益范围为-10～30dB, 其带宽为90MHz, 那么设置两级放大器, 则增益范围为-20～60dB。AD603的增益与控制电压成线性关系, 其增益控制输入电压为-500mV～+500mV, 增益调节范围为40dB, 那么增益步进1dB, 则控制电压需增大:

由于是两级放大器, 那么增益步进1dB, 控制电压应为12.5mV。

AD603的输入阻抗比较小, 一般只有100Ω, 为提高系统的输入阻抗那么需要增加缓冲级来提高输入阻抗, 但是一般的前级放大器会影响电路的噪声, 为减少电路噪声, 前级放大采用视频放大器AD818作为驱动, 设置前级放大器的增益为1。另为提高带负载能力, 则AD603后增加一级AD818提高系统的输出阻抗。

3.2 滤波器设计。

控滤波器采用MAX262实现放大输出的高通、低通、带通滤波。滤波器的中心频率f0、品质因数Q和滤波器工作方式可以通过编程控制。

3.3 控制电路设计。

单片机通过DAC0832输出控制电压。在系统中需要转换7个数字量实现0、10、20、30、40、50、60dB的增益控制, 而DAC0832输出的是电流, 所以在数模转换器的后面加放大器实现输出电压。AD603的控制端电压范围为-500mV～+500mV, 在系统中控制电压为-250mV时才能实现放大器增益为0dB, 而DAC0832不能实现输出电压由负到正的转换, 所以在输出端增加一个加法电路。

DAC0832的电流输出为:

DAC0832的电压输出为:

加法器运算公式为:

当

其中V1=Vout, V2=250mV, 这样可以实现0dB放大。

4 结果分析

宽带放大器的总增益为0～60dB, 因此抗干扰措施必须要做的好, 才能避免自激和减少噪声。设计中采用了如下方法:

4.1 在电源端并接0.1uf的电容避免电源的高频干扰, 并接2200uf的电容避免低频干扰。

4.2 所有信号耦合用电解电容两端并接高频瓷片电容, 以避免高频增益下降。

4.3 构建闭路环, 整个运放用较粗的地线包围, 可吸收高频信号, 以减少噪声。

4.4 供电部分采用三端集成稳压芯片, 减少电压不稳定带来的噪声影响。

5 结论