任性DIY 之《增益可控射频放大器》
可能最近又要每年一度的大学生电子竞赛开始了。有些老师或者同学都在网上找一些之前的赛题练练手，也就是被赛。
前几天有个老师找到我，叫我做国赛的题目。11年的，和13年的两个都是射频类，放大器的题目。下面我先介绍下13年的增益可控射频放大器这个题目。相信也有不少人做过，甚至做的比我这个还要好！
通过我和那位老师交谈，他们也在做，但是放大器总是自激震荡，单独测试每个模块都是好的，增益也够，级联起来就完蛋了，甚至两级连在一起就自激了。他们调试了一周，都没有进展，所以才找外面做一个样品，回去看看。
这个题目我做过10套样机，反应回来的信息都不错，很稳定，指标也不错。下面我介绍下我制作的过程。把一些经验分享给大家。
先看看题目，我把基本的和发挥的部分结合在一起了。
增益 52db
增益控制 52db
增益步进 4db
输入幅度 -33dbm（5mvRms）
输入输出阻抗 50欧姆
输出幅度 2V Rms （19dbm） 波形不失真
50---160MHz 带内波动不大于2db
3db通频带不窄与40MHz----200MHz
电压增益52db时，输入信号小于20MHz或者大于270MHz时，测试电压增益不大于20db
以上是基本和发挥的结合。当然显示部分和按键我没有做，那部分和这个没太大关系，只是显得花哨些，没太大意义。。。
通过上面的指标要求分析，增益和控制增益的都不是太难。只有在最后一步比较难，这个对滤波器要求比较难做。这个题目对滤波器的下限要求比较难，不如意做，高端很容易，低频部分不好做。还有放大器也是度低频部分也是不好做，有些射频放大器的低频特性不好，一起哦采用适当的方案去弥补低频部分的增益。
有些人比较喜欢用运算放大器来做这个题目，我觉得运算放大器做出来，很有难度。运算放大器更容易自激震荡，而且输入输出的阻抗都不是50欧姆。
所以我喜欢用射频的管子做，比如ADI公司的adl5602,HITTITE公司的hmc617之类的管子太多了。
下面是我制作的过程。每级放大器的增益都不一样，这个增益自己分配，最终保证52db就可以。关键的步骤是滤波器。如果没有滤波器，这个放大器一定会自激的，就算不自激，也超级不稳定。这也是滤波器的作用，还有就是每级之间最好插入2—3db的π型衰减器，这样也可以起到隔离作用，改善级间驻波，也起到消除自激的隐患。
在淘宝买的机箱，当然打孔都是自己搞的。稍不注意，一块肉就掉了。。。。贴个创可贴，继续奋斗。。。。。
所有的铜柱搞定，把放大器模块支撑起来。这也是模块化的好处。比如某个模块坏了，直接换上，免得在一块板子上，还得动烙铁换来换去的。
装上前面板就漂亮些了
前面板提前做好的，也是费了不少的时间，定位孔，和开孔。在贴个膜，哈哈
下面就等着接线，乱乱的一大堆线。
调节增益的被我放在了面板上，采用hittite公司的数控衰减器，满档位是62db。1db步进。这个根据实际需要调节。完全满足题目的要求。面板上也流出来与单片机联通的接口。
在加上后面的电源线。更乱了
慢慢的整理起来，先用扎带捆捆。。。。。到时候一起整理。
花了好长时间整理这写乱乱的线。。。。。。。。。
整理完就顺眼多了。。。。。每个模块也安装上了，唯独还差一个滤波器，其实这个滤波器确实是个难点。对学生来讲，很难做出来，外加学校没有相当的设备，那就更难了，做滤波器必备的就是网络分析仪。要是没有这仪器，那滤波器就别做了，有的同学很天真的说我仿真都出来了，而且指标很好，我就按照仿真的参数去焊接，肯定能出来。说这个问题的同学不在少数呀。
我想问问你，既然像你说的那样，Agilent为啥要出网络分析仪呢，而且还那么贵，一台甚至要100万左右。公司为啥还要购买，直接用仿真软件仿真下，按照那个参数来不就完事了么。
有的还说，我仿真出来的和实际做出来的不一样，我说要是一样才怪呢。就拿滤波器讲，仿真的和实际的肯定对不上。仿真也就是个趋势，然后优化，在对照仪器来调试，在仿真，在优化，就这么一点一点的才能设计出来好的滤波器。只仿真不调试，简直就是浪费时间。
下面我个大家展示下我实际测试出来的，带通滤波器。但是也不是太好，应付这个题那是绰绰有余了。
低频段那里插入损耗比较大，可能是电感的问题，低频滤波器点干量都很大，Q值要求也比较高。这个滤波器的电感都是我自己绕的。
高端我用的是银线绕的空心电感，低端用的是细银线绕在磁环上的，增加电感量。
为什么用银线，不用铜线，银线的损耗比较小，没有银线，用铜线也差不太多。尤其是做大功率的功放，后面的低通滤波器最好用银线，大功率来说差了1db那就要差了几十瓦。
调好的滤波器。安装进去。
安装进去，连接线都是采用射频电缆。这样是防止信号泄漏，在里面乱窜，导致自激。
全部安装完成，待测，来张正面照
测试照之前是用频谱仪测试的，之后借来的示波器，看看信号是否失真。下面我把频谱仪测试的数据附上。
输出信号无失真，幅度波动在2db以内。
通过测试记录来看，带内稍稍有写波动，因为这个是无法避免的，滤波器的通频带太宽了，里面有几个倍频程了。所以很难做到平缓，肯定有些波动。在指标内就可以。看了下，主要在低频处的一只稍稍欠佳，勉强达到要求。
通过以上的的制作过程，总结下，主要是就是选择放大器最为关键，告诉一些同学，不要专注在一棵树上吊死，要去看看其他的管子，不要只是看到运算放大器，这个要分场合运用的。有些射频管子做的很好，要比运放的性能强很多。所以要多看看。才能运用自如。
放大器的自激问题，主要几点，电源要处理好，该加的电容一定要加。电源的噪声要小，信号线一定要用同轴电缆，我看有的同学直接用导线代替同轴电缆，看来真是一点不懂射频呀。
放大器级间要留有调节衰减器的空位。前面说过，加衰减器，至于多大，根据实际调试为准，要是有条件最好是做在屏蔽腔内，盖上盖子，这个效果最佳。
滤波器还是要先仿真，知道下大概的趋势，然后要调试，看看趋势是否和仿真的一样。慢慢的优化，仿真，在优化，就出来了，调滤波器是急不来的事情，射频都是急不来的，时间经验慢慢磨出来的。
其他就没什么，主要就是多多动手，大胆的去尝试。
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