通用可变增益放大器论文.doc

通用可变增益放大器（B题）摘要本系统以AT89S51单片机为核心共分为前级可控增益放大部分、增益控制及档位选择电路部分、后级放大及功率输出部分、输出显示四部分。前级放大部分以AD603为核心，通过控制增益控制端的电压实现由-2060db可控增益放大，控制电压由系统输出经AD637采样，再通过A/D转换，送给单片机再经D/A转换后产生，同时增益调节可以通过档位进行选择。并且为进一步提高放大增益和提高输出电压的带负载能力，在后级加入功率放大部分。通过验证，本系统可以实现题目基本部分的要求，并在此之上有所发挥。关键词： 可控增益放大 宽带放大 AD6031、 系统总体设计 1、系统总体方案 根据题目要求，本系统总共分为四部分：前级可控增益放大部分、增益控制及档位选择电路部分、后级放大及功率输出部分、输出显示四部分，前级可控增益放大实现-2060dB,后级功率放大-10dB，通过按键设置档位并实现可调。输出通过检测显示输出电压及放大倍数。 2、系统框图输入输出后级放大电路AD603两级放大电路保护电路TTL5615采 集ADC0804AD637进行有效值转化单片机控制系统液晶显示部分按键控制程控放大操作部分 图1.通用可变增益放大器流程图三、硬件电路设计1、前级可控增益放大部分 方案一：采用分立元件实现。此方案成本低，元器件易于得到，但是设计、调试难度过大，硬件。方案二：采用集成运放设计。此方案用可编程放大器芯片AD603级联而成，AD603增益控制范围-1030dB,两级级联可以实现-2060dB,完全可以实现题目的要求，这样不但电路简单，调试容易，而且指标和可靠性容易保证，2、 后级放大及功率输出部分 方案一：采用分离元件实现。为保证高频端放大器的稳定性和带内幅度的平坦度，电压放大输出模块采用分立元器件构成的互补推挽和深度电压串联负反馈电路形式，得到较高的输出电压范围和相应的输出阻抗，分离元件的物理特性容易满足，性能比较稳定，连接电路图如图2所示，但是经过试验调试，此方案与前级放大器级联会使波形产生严重的失真，因此不予采用 方案二：后级放大采用低噪声芯片OP27与功率放大芯片BUF634，OP27属于低噪声集成运放芯片，带宽8M在放大3倍时，带宽可以超过1M。OP27通过直接耦合方式与BUF634相连，BUF634输出功率可以达到1.8W。通过后级功率放大，增强了系统的带负载能力。3、 档位选择电路部分 根据题目要求档位控制总共分为三档：分别为0.11, 110 ，10100。档位控制可以通过按键由单片机通过编程实现，这样实现不但简单而且可以减少外围器件，节约成本。四、软件流程图初始化增益自动调节部分自动调节是否结束手动模式1手动模式2手动模式3模式1是否结束模式2是否结束模式3是否结束四、总结本系统带宽宽、增益范围大、模拟前端由2块高性能集成带宽宽、低噪声可变增益放大器AD603级联而成，负责信号放大并与按键开关配合实现了增益控制；合理的走线布局、级间阻抗匹配等措施，有效的减少了噪声和干扰的影响，同时有效提高了系统稳定性。/*-液晶测试标准模块测试部分- */#include #include /包含_nop_()函数定义的头文件#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charint tiaokong=384; /对应0.5v,放大倍数是0.1double tiaox;double temptiaox;/uint dangwei=1;uchar table=AUTO: MANU: ;/16,513,0x05,0x0duchar table1=OUT: CT: ;/16,4,11,0x44,0x4C暂时没用/idata uchar table/uchar table2= AUTO MODE;/11, 使用时从5开始sbit rs=P20;sbit rw=P21;sbit en=P22;sbit BF=P07; /忙碌标志位，将BF位定义为P0.7引脚void Delay1ms(unsigned int count)unsigned int i,j;for(i=0;icount;i+)for(j=0;j120;j+);uchar BusyTest(void) bit result;rs=0; /根据规定，RS为低电平，RW为高电平时，可以读状态 rw=1; en=1; /E=1，才允许读写 _nop_(); /空操作 _nop_(); _nop_(); _nop_(); /空操作四个机器周期，给硬件反应时间 result=BF; /将忙碌标志电平赋给result en=0; /将E恢复低电平 return result; void write_com(uchar com)while(BusyTest()=1);rs=0;rw=0;en=0;Delay1ms(2);P0=com;Delay1ms(4);en=1;Delay1ms(4);en=0;void write_data(uchar dt)/bu neng yong datawhile(BusyTest()=1);rs=1;rw=0;en=0;Delay1ms(2);P0=dt;Delay1ms(4);en=1;Delay1ms(4);en=0;void locade(uchar locade)write_com(0x80+locade);void initial_lcd()/hen yong yiwang ji gai bufenuint i;Delay1ms(20);write_com(0x38);/16*2xianshi ,5*7xianshi,8weishiju jie kouDelay1ms(5);write_com(0x38);/16*2xianshi ,5*7xianshi,8weishiju jie kouDelay1ms(5);write_com(0x38);/16*2xianshi ,5*7xianshi,8weishiju jie kouDelay1ms(5);write_com(0x0c); /kaixianshi,bu xianshiguangbiaoDelay1ms(5);write_com(0x06);/xueyige zi fu hou ac jia 1Delay1ms(5);write_com(0x01);Delay1ms(5);locade(0);rs=0;for(i=0;i16;i+)/此处必须长度要对应，否则容易出现乱码显示Delay1ms(20); /20改50write_data(tablei);locade(0x40);for(i=0;i16;i+)write_data(table1i);Delay1ms(20);/rs=1;/*-门控思维-*/sbit xz1=P32;/选择模式输入位uchar rekey=0;/键盘返回值/*void key()if(xz1=0)Delay1ms(5);if(xz1=0)while(!xz1);rekey+;/if(rekey=4)/rekey=0;*/*-测试程序指示灯部分-*/sbit d1=P26;sbit d2=P17;/*-AD0804部分程序（msp替换部分即此）-*/sbit wr=P25;/此处对AD0804芯片的控制端sbit rd=P24;sbit cs=P23;uchar val=0;double val1=0.0;/此为检测到得模拟信号void start()cs=0;wr=1;wr=0;wr=1;void read_ad() start();Delay1ms(20);rd=1;_nop_();rd=0;val=P1;rd=1;val1=val*5.0/255;/这里才是实际的值/-蜂鸣器部分-sbit fmq=P36;void fmq1()fmq=1;Delay1ms(500);fmq=0;Delay1ms(500);/*-5615DA控制部分-*/sbit SPI_CLK = P30;sbit SPI_DATA = P33;sbit CS_DA = P31;void da5615(uint da) /此处函数的作用是将da,转化成模拟量 /计算公式是：(da/1023)*2*refinuchar i;da=6;CS_DA=0;SPI_CLK=0;for (i=0;i12;i+)SPI_DATA=(bit)(da&0x8000);SPI_CLK=1;da=1;SPI_CLK=0;CS_DA=1;SPI_CLK=0;for (i=0;i12;i+);/*-拆数显示部分-*/ voidchai(doubleshu) long zhengshu,xiao; ucharchaishu8,bb; uchar i; zhengshu=(long)shu; xiao=(int)(shu-zhengshu)*1000); chaishu0=zhengshu/10000000; chaishu1=zhengshu%10000000/1000000; chaishu2=zhengshu%1000000/100000; chaishu3=zhengshu%100000/10000; chaishu4=zhengshu%10000/1000; chaishu5=zhengshu%1000/100; chaishu6=zhengshu%100/10; chaishu7=zhengshu%10; for(i=0;i8;i+) if(chaishui!=0)break; for(i;i0;i-)if(chaishui!=0)bb=i;break;for(i=0;i=bb;i+)write_data(0x30+chaishui); / locade(0); void shanshuo() /p2.7测试d2=0;Delay1ms(500);d2=1;Delay1ms(500);sbit up=P35; sbit down=P37; /定义3.6时无法控制使用void updownkey()if(up=0)Delay1ms(5);if(up=0)while(!up);tiaokong+=10;tiaox=tiaokong*160.0/1024.0-40;locade(0x4d);if(tiaox0)write_data(-);chai(abs(tiaox);write_data( );/if(rekey=4)/rekey=0;if(down=0)Delay1ms(5);if(down=0)while(!down);tiaokong-=10;tiaox=tiaokong*160.0/1024.0-40;/放大倍数显示locade(0x4d);if(tiaox0)write_data(-);/负数进行处理chai(abs(tiaox);write_data( );/*if(tiaox=384&tiaokong=563) tiaokong=563; if(tiaokong=2) break; g21=0;g22=1;rekey=2;if(g22=1)tiaokong=563;locade(0x0f);write_data(2);while(1) updownkey(); if(tiaokong=563&tiaokong=614) da5615(tiaokong); /tiaox=tiaokong*160.0/1024.0-40;/放大倍数显示locade(0x4d);/if(tiaox=614) tiaokong=614; if(tiaokong=3) break; g22=0;g23=1;rekey=3;if(g23=1)tiaokong=614;locade(0x0f);write_data(3);while(1) updownkey(); if(tiaokong=614&tiaokong=768) da5615(tiaokong); / Delay1ms(20);/tiaox=tiaokong*160.0/1024.0-40;/放大倍数显示locade(0x4d);/if(tiaox=768)/3v tiaokong=768; if(tiaokong=4) break; g23=0;g21=1;rekey=1; void initial2()EA=1; /外部中断0IT0=1; /负跳变EX0=1; /*外部中断1 IT1=1;EX1=1;start=1; */ void main()uchar g1,g2;/int i; initial_lcd();initial2(); g1=1;while(1)if(g1=1) /进入时 rekey=0;/以下开始写正常的处理程序d1=0;d2=1;/灯测试locade(0x05);if(g1=1)write_data(1);locade(0x0d);write_data(0);/write_com(0x01); /*本部分包括：1接收AD0804送过来的有效值的数字编码 2根据该信息处理 3驱动串口DA5615对603放大进行控制 4 液晶显示 以上过程自动进行。*/液晶在自动模式下的静态显示while(1)/key(); /键盘扫描read_ad(); /ad部分 locade(0x44);/此部分提出进行单独测试 chai(val1); write_data( );/ locade(0x44); /自动放大部分if(val1=0.4)/ 4进行一定的调整 tiaokong=tiaokong+10; if(tiaokong=640) tiaokong=640; da5615(tiaokong); Delay1ms(20); if(val1=2.5)tiaokong=tiaokong-10;if(tiaokong=640|tiaokong=1|(val10.4&