一、实验介绍
CA3040是一种采用组合电路的集成宽带放大器,其内部电原理图如图1所示。图中T1、T2、T3 和T4、T5、T6 均为共集–共射–共基组合电路结构,它们共同构成采用组合电路的差分电路作为输入级;T9、R7、R8、R9 组成简易恒流源电路,为输入级提供偏置电流.T7、T8 均为射极跟随器,分别作为反相输出和同相输出。因此,该电路为双端输入–双端输出结构。
实验步骤
1. 按照图1,制作PCB板,焊接元器件,并对电路进行检测。
2. 按照图2,搭建电路并检测,接通电源电压。
3. 静态测试:将两个输入端接地,分别测量两个输出端的直流电压,应为3V。
4. 在输入端接入正弦信号源,用示波器观察电路输出波形,并记录。
5. 用ADALM2000的网络分析仪,测量电路的幅频特性曲线,并记录。
二、电路仿真
根据电路所搭建的仿真:
进行静态测试应该为3V左右;
仿真根据给的数据输入信号:30MHz,幅度50mV(振幅25mV)
幅频特性曲线:
三、原理图、PCB介绍
原理图用Kicad绘制,根据所给出来的CA3080内部绘制,相比较直接的内部电路图,因为需要对电路进行测试,所以加入了多个端子,并表明作用,方便后续的输入、输出信号的检测。
PCB板也同样使用Kicad绘制,根据原理图的绘制进行排版,对于电源部分,进行的加宽走线宽度,GND进行了顶面、底面的覆铜,让电源部分在电路中更加的牢靠工作。对于要测试的点都加上丝印,让板子更加的清楚。
四、实验结果
1、制作PCB板,焊接元器件
2、静态测试:将两个输入端接地,分别测量两个输出端的直流电压,应为3V。
3、在输入端接入正弦信号源,用示波器观察电路输出波形
实际输入信号:频率10khz(因为这个型号的最大频率不能达到30Mhz,所以进行了减小) 幅度:50mV
4、用ADALM2000的网络分析仪,测量电路的幅频特性曲线
采用M2k进行幅频特性曲线的测试,M2k的功能强大,并且具有便捷性、准确性、多样性的特点,是一款非常好用的口袋实验室。但因为杜邦线传输的问题,有一定的噪音干扰。该值取自中心点为33.3db,相较于仿真出来的参数是近似的,对于实物而言略小的偏差是正常的,因此结果正确。
五、心得体会
制作并测试 CA3040 宽带放大器内部电路是一项充满挑战和收获的过程,以下是我的心得体会:
- 理论知识与实践结合:在实际制作电路之前,我花费了一些时间学习 CA3040 宽带放大器的基本原理和内部电路结构。理解了放大器的工作原理和各个引脚的功能后,我才能够更好地进行电路的设计和调试。
- 电路设计与调试:设计电路时,我根据数据手册提供的推荐电路图和参数,选择了合适的元件值和连接方式。在搭建电路的过程中,我仔细检查了每个连接,确保没有错误。在调试电路时,我逐步调整电源电压和输入信号,观察输出波形的变化,及时发现并解决了一些问题,如电路连接错误、电源稳压不良等。
- 观察与分析:通过测试不同频率和幅度的输入信号,我观察到了 CA3040 宽带放大器的放大倍数和频率响应特性。通过示波器观察到的输出波形,我能够判断放大器的工作状态和非线性程度,并根据实验数据分析其性能特点。
- 反思与改进:在实验过程中,我也遇到了一些困难和挑战,如幅度不稳定、频率失真等。通过反思问题的根源并尝试不同的调试方法,我逐渐解决了这些问题,并不断改进电路设计和调试技巧。
- 知识应用与扩展:通过制作和测试 CA3040 宽带放大器内部电路,我不仅加深了对该器件的理解,还提升了电路设计和调试的能力。这种知识应用和实践经验将对我今后的学习和工作具有重要意义,并为我进一步探索电子电路领域提供了基础和动力。
总的来说,制作并测试 CA3040 宽带放大器内部电路是一次富有成效的实践活动,通过这个过程,我不仅学到了很多理论知识,还提升了实践操作和问题解决能力,这将对我的未来发展产生积极的影响。