可控放大器实现方法(坚料).doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流可控放大器实现方法(坚料).精品文档.可控放大器学院:物理与电信工程学院学号:201031000108姓名:唐贵聪一、任务 设计并制作一个可控放大器,其组成框图如图所示。放大器的增益可设置;低通滤波器(或高通滤波器)的截止频率可设置。 图1可控放大器组成框图二、要求(1)放大器电压增益为60dB,输入正弦信号电压振幅为10mV,增益10dB 步进可调,通频带为100Hz100kHz,电压增益误差不大于5%。(40 分) (2)滤波器为低通滤波器(或高通滤波器),其-3dB 截止频率fc 在1kHz21kHz 范围内可调,调节的频率步进为10k
2、Hz,2fc 处(或高通0.5fc 处)放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB,RL=1kW。截止频率的误差不大于5%。(20 分) (3)有设置参数显示功能和良好的人机界面。(20 分) (4)调节的频率步进调整为1kHz。(20 分) 三、系统设计整体框图如下:液晶显示单片机最小系统4051模拟开关放大器低通滤波器按键可控放大器设计方案,主要由单片机最小系统、放大器、低通滤波器组成,以单片机为控制核心。采用12C5A60S2直接驱动液晶显示,模拟开关CD4051控制反馈电阻调节电压增益,优点是电路简单、通用性强。滤波部分采用芯片MAX297实现低通滤波。单片机通过程序控制放大器的放大倍数
3、,以及控制低通滤波器的截止频率,从而实现可控放大器的功能。(一)硬件设计部分1、放大器原理图如下所示:PCB图如下所示:放大器电路部分采用2级放大。采用2个NE5532设计反向放大器,2个模拟开关CD4051作为不同电阻的选通开关。放大器可放大的倍数分别是0db,10db,20db,30db,40db.50 db,60 db,通过一个轻触按键控制,采用1602液晶显示屏显示。(1)NE5532芯片NE5532 是高性能低噪声运放,与很多标准运放(如1458)相似,它具有较好的噪声性能,优良的输出驱动能力及相当高的小信号与电源带宽。主要特性如下:电源电压:Vs 22V输入电压:VIN V 电源V
4、差分输入电压:VDIFF 5V工作温度范围:TA 070功耗(5532FE):PD 1000mW一个NE5532芯片集成了2个运放,其中4脚与8脚为电源输入脚,即NE5532工作需要提供正负5V电源。如下所示:根据模电学习的知识,可知反向放大器原理图如下:其中Uout=-Rf/R1*Uin若输入电压一定,R1固定,只需要改变Rf即可以改变输出电压,从而实现放大的功能。放大电路采用反相放大电路,放大倍数计算公式为Avf=-Rw/Rf Av=20lgAvf当增益Av=10dBAvf=3.16=Rw/470。由此可计算出Rw=1485.2欧姆进而可计算出增益分别为20、30、40、50、60时Rw的
5、值。调节Rw的值即可获得所需的增益。(2)CD4051芯片CD4051/CC4051是单8通道数字控制模拟电子开关,有A、B和C三个二进制控制输入端以及INH共4个输入,具有低导通阻抗和很低的截止漏电流。幅值为4.520V的数字信号可控制峰峰值至20V的模拟信号。当INH输入端=“1”时,所有的通道截止。只有当INH=0时,三位二进制信号才可以选通8通道中的一个通道,连接该输入端至输出。其中VEE可以接负电压,也可以接地。当输入电压有负值时,VEE必须接负电压,其他时候可以接地。2、滤波器原理图如下所示:PCB图如下所示:滤波器电路部分采用MAX297,为低通滤波器,调节的频率步进为10kHz
6、。通过一个轻触按键控制,采用1602液晶显示屏显示。(二)软件设计部分本设计的流程图如下所示:开始初始化按键有无按下判断键值设置截止频率显示返回设置放大倍数放大低通滤波1、放大部分while(1) if(mode=0) Delay_ms(10);if(mode=0) mode_flag=mode_flag; while(!mode); /确保相应按键释放后才向下执行程序if(mode_flag=0)if(zeng=0)/增大10DB增益Delay_ms(10);if(zeng=0) n+;if(n6) n=0; while(!zeng); Gain_Set(); if(jian=0) /减少1
7、0DB增益 Delay_ms(10);if(jian=0)m+; if(m20) m=0; while(!jian); 开始时,当按下按键15,增益为递增状态,若按下14按键,则再按15按键,增益为递减状态。2、滤波部分 freq_Set();if(mode_flag!=0)if(zeng=0) /增加1KHz频率Delay_ms(10);if(zeng=0) n-; if(n0) n=6; while(!zeng); Gain_Set(); if(jian=0)/减小1KHz频率 Delay_ms(10);if(jian=0) m-;if(m0) m=20; while(!jian); fr
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