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图5.5 电容滤波电路
电解电容器C1是稳压器输入端的滤波电容。对于电解电容，在高频时其自身存在较大的等效电感，故其对于引入的各种高频干扰的抑制能力较差。为了改善微波电压和瞬时输入电压，在C1旁并联一只小容量电容器（容量0.1-0.47ｕF）C3，可有效抑制高频干扰。另外，稳压器在开环增益较高，负载较重的状态下，由于分布参数的影响，有可能产生自激，C3则兼有抑制高频震荡的作用。在三端稳压器的输出端接入电容器C5是为了改善瞬态负载相应特性和减小高频输出阻抗。如对电路的要求不高，C3，C5可不用。
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6 抗干扰措施
系统总的增益为0～80dB，前级输入缓冲和增益控制部分增益最大可达60dB，因此抗干扰措施必须要做得很好才能避免自激和减少噪声。我们采用下述方法减少干扰，避免自激：
1 将输入部分和增益控制部分装在屏蔽盒中，避免级间干扰和高频自激。 2 电源隔离，各级供电采用电容隔离，输入级和功率输出级采用隔离供电，各部分电源通过电容隔离，输入级电源靠近屏蔽盒就近接上1000uF电解电容，盒内接高频瓷片电容，通过这种方法可避免低频自激。
3 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 构建闭路环。在输入级，将整个运放用较粗的地线包围，可吸收高频信号减少噪声。在增益控制部分和后级功率放大部分也都采用了此方法。在功率级，这种方法可以有效的避免高频辐射。
5 数模隔离。数字部分和模拟部分之间除了电源隔离之外，还将各控制信号用电容隔离。
6 使用同轴电缆，输入级和输出级使用BNC接头，输入级和功率级之间用同轴电缆连接。
实践证明,电路的抗干扰措施比较好，在0～40MHz的通频带范围和0～80dB增益范围内都没有自激。
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7 系统软件设计流程图及调试测试
7.1 系统软件设计流程图
本系统单片机控制部分采用反馈控制方式，通过输出电压采样来控制电压增益。由于AD603的设定增益跟实际增益有误差，故软件上还进行了校正，软件流程如图7.1所示：
系统初始化 10mS中断 按键扫描 有键按下？ 否 是 判断键码
重新扫描 图10 软件流程图
采样输 出端口 是 AGC否？
增益增加 增益减小 增益显示 电压显示 取消AGC 设置输出 设置输出 AGC 中断返回
7.2 系统调试和测试结果 7.2.1 测试方法
将各部分电路连接起来，先调整0dB，使输出信号幅度和输入信号幅度相等。接上600Ω的负载电阻进行整机测试。 7.2.2 测试结果
1、输入阻抗：电路的设计保证输入阻抗大于2.4kΩ电阻，满足题目要求。
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2、输出电压有效值测量：输入加100kHz正弦波，调节电压和增益测得不失真最大输出电压有效值为9.30～9.50V，达到题目大于6V的要求。
3、输出噪声电压测量：增益调到58dB，将输入端短路时输出电压峰峰值为300mV左右。满足输出噪声电压小于0.5V的要求。
4、频率特性测量：增益设为40dB档，输入端加10mV正弦波，由于信号源不能保证不同频段的10mV正弦波幅度稳定，因此每次测量前先调节信号源使得输入信号保持在10mV左右，再测量输出信号。测试的数据如表1所示。
表8.1 频率特性测试数据
频率（kHz） 输出RMS(V) 增益（dB） 频率（kHz） 输出RMS(V) 增益（dB） 频率（MHz） 输出RMS(V) 增益（dB） 1 0.710 37.0 90 0.999 39.9 1.00 1.02 40.1 2 0.821 38.3 100 0.998 39.9 2.00 0.997 39.9 6 0.976 39.8 200 0.997 39.9 3.00 0.978 39.8 10 1.00 40.0 300 0.996 39.9 4.00 0.975 39.8 20 1.01 40.0 400 0.997 39.9 5.00 0.986 39.9 40 1.02 40.1 500 1.00 40.0 6.0 0.984 39.9 50 0.999 39.9 600 1.01 40.0 10.0 0.901 39.1 60 1.02 40.1 800 1.02 40.1 20.0 0.802 38.1 由表8.1数据可以得到，3dB通频带在低频端达到了1KHz，高频端在20MHz以上，由于信号源无法产生大于20MHz的信号故无法测量，从5MHz以上增益的趋势来看最终通频带高频端应大于20MHz，比较符合后级功率放大器的理论高频截止频率25MHz。在20kHz～5MHz频带内增益起伏≤0.2dB。
5、增益误差测量:
输入端加有效值为10mV，频率为1MHz的正弦信号，保持幅度稳定，然后预设增益值测量输出信号来计算增益误差。测试的数据如表8.2所示。
表8.2 增益误差测试数据
预置增益(dB) 10 16 63.8 16.1 +0.1 22 127 22.1 +0.1 28 254 28.1 +0.1 34 0.502V 34.0 0.0 40 1.01V 40 0.0 46 1.98V 46.0 0.0 52 3.95V 51.9 -0.1 58 7.45V 57.8 -0.2 输出RMS（mV） 32.3 实际增益（dB） 10.2 增益误差（dB） +0.2 由表中可以看出增益误差在0.2dB之内，频率较高时，随着输出电压的增大，增益有下降的趋势，这是因为后级功放管工作状态即将接近饱和，通过提高后级电源电压可以使增益更加稳定。
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扩展功能中的增益步进1dB也达到了，且增益是从0～80dB可调。0dB放大是后级功放的调零点,需事先校正，所有大于0dB的增益都以0dB为基准。
测58dB以上的增益时，以10mV输入会使输出饱和，故采用固定输出的方法：给定增益，然后减小输入信号，使得输出信号有效值保持为7.00V，再计算增益。实测数据如表8.3所示：
表8.3 高增益测试数据
预制（dB） ViRMS(mV) 增益（dB） 58 9.23 57.8 60 7.16 59.8 63 5.31 62.4 66 3.67 65.6 70 2.26 69.8 73 1.74 72.1 76 1.26 74.9 80 无法测量 高增益时，输入信号的噪声较大，实际波形有些不理想，不过有效值变化范围不大，当增益达到80dB时，输入1mV就能使输出饱和，噪声电平和信号电平差不多，只能看到噪声信号中有输入信号的轮廓，且这时输入信号电压有效值用示波器无法测量，但是输出却有和输入同频率的正弦波。由于示波器测量电压有效值，当信号很小时误差较大，所以增益高时误差较大。从变化趋势来看，放大80dB误差应该小于2dB，满足题目要求。从整体来看，我们设计的放大器增益为0～80dB，步进1dB，60dB以下增益误差≤0.2dB。
6、自动增益控制（AGC）测量：将放大器切换到AGC模式，改变输入信号电压，观察输出信号并记录输出电压。由于我们采用单片机控制增益，AGC范围和增益控制范围一致，理论上AGC控制范围为0～80dB。设定AGC输出电压范围4.5 ～5.5V，把输入信号调到1MHz，把有效值从1mV起往上调，测量输出电压有效值。测试数据如表8.4所示。
表8.4 AGC控制测试数据
输入RMS Vorms(V) 增益（dB） 1mV 5.12 74 10mV 4.96 54 100mV 5.03 34.0 1V 4.98 14 1.5V 5.06 10 2V 5.02 8 ＞2V 削波 8 从表4可以看出输入信号从1mV变化到2V，输出信号变化范围不超过0.2V，当输入信号有效值大于2V时，输入保护电路开始起作用，输出端得到的是畸形的正弦波，故无法测量到增益为0的情况。
输入信号变化范围为20×log[2000/1]=66(dB) 输出信号范围为20×log[5.12/4.98]=0(dB) 所以得到AGC范围为66-0＝66dB。