浅谈程控增益放大器及应用
摘要
本文设计是程控增益放大器。说明了程控增益放大器的结构和功能及其主要的特点。最后举出了实用电路。
本系统以MCS-51单片机及其扩展，多路转换开关，数控增益放大器等构成了实用性较强的硬件电路。放大器是应用最广泛的一类电子线路。它的功能是将输入信号进行不失真地放大。在广播，通信，自动控制，电子测量等各种电子设备中，放大器是必不可少的组成部分。在各类电子仪器和设备所采用的电子线路中，集成运算放大器是应用最普遍的模拟电子器件。集成运放配上不同的反馈网络和采用不同的反馈方式，就可以构成功能和特性完全不同的各种集成运放电子电路，简称运放电路。这些运放电路是各种电子电路中的最基本的组成环节。
本系统能够实现增益由程序控制，能够满足各项技术指标，测量准确，工作可靠，性能价格比较高。
关键词：放大器，多路转换开关，MCS-51单片机
Summary
This text design is a distance to control to increase benefit enlarger.Elucidation the distance control structure and function of increase the benefit enlarger and it be main of characteristics.The end enumerated practical electric circuit
This system with the MCS-51 list slice machine and it expand, many road conversion switch, number control to increase benefit enlarger etc. constitute the function stronger hardware electric circuit.Enlarger is application the extensive electronics circuit.It of the function carry on importation signal not to lose to really enlarge.At the broadcasting, correspondence, auto control, the electronics measure etc. various electronics equipments in, the enlarger be a constitute of essential to have part.In every variety the electronics circuit for adopt of electronics instrument and equipments, integration operation enlarger is application the most widespread of imitate electronics spare
part.Integration the luck put to go together with up the feedback way of the feedback network and adoption dissimilarity of dissimilarity, can constitute function and characteristic be various totally different integration luck turn on electricity sub- electric circuit, brief name luck turn on electricity road.These lucks' turning on electricity road is in various electronics electric circuit of most basically constitute link.
This system can realization increase a benefit from the procedure control, can satisfy each item technique index sign, measure accurate, work credibility, function price more Gao.
Keyword:Enlarger, many road conversion switch, MCS-51 list slice machine
目录
前言
第一章MCS-51单片机及其扩展
1．1MCS-51系列单片机系统结构
1．2MCS-51单片机的扩展
第二章多路转换开关简介
第三章数控增益放大器的基本原理
第四章测量放大器
4．1 测量放大器的原理
4．2 测量放大器的选择
4．3 测量放大器在数控增益放大器中的应用第五章数控增益放大器实例
5．1 PFA100多路输入数控增益运算放大器5．2 AD612/614数控增益测量放大器
5．3 程序示例
结束语
致谢
参考文献
前言
随着近代超大规模集成电路的出现，微处理器及其外围芯片有了迅速的发展。集成技术的最新进展之一是将cpu和外围芯片。和程序存储器，数据存储器，并行，串行I/O口，定时/计数器，中断控制器及其他控制部件集成在一个芯片中，制成单片计算计。而近年来推出的一些文档单片机还包含有许多特殊功能单元。如A/D,D/A转换器，调制解调器，通信控制器，锁相环，DMA浮点运算单元。因此，只要外加一些扩展电路及必要的通道接口，就可以构成各种计算机应用系统。如：工业控制系统，数据采集系统，自动测试系统等。
在单片机测控系统的输入通道中，如果输入为多点巡回检测系统，多参数测量系统，输入通道为多输入结构。如果系统中只有一个单片机时，单片机只能分时对这些信号进行采样。无论是多点测量系统，还是多参数测量系统，各路传感器输出的信号电平都会有较大的差异，一般在A/D变换前都要经过放大，然后，通过A/D变换后送入单片机数据总线。为了满足多路分时多路分时传送，输入通道中必须配置多路开关。多路开关的选择由单片机控制，而多路开关在通道中的插入位置应根据传感器输出信号状况而定。当传感器输出信号电压微弱时应先进行放大，再接入多路开关。如果传感器输出信号电压较大，应先接多路开关再进行放大。如果传感器输入信号电平差异较大时，放大器应选用数控增益放大器，以满足不同模拟输入通道的不同增益要求。
因此，数控增益放大器是根据多输入通道系统中的不同模拟输入的不同增益要求而设置而设置，它具有应用灵活，使用经济等特点。下面举出了一个程控增益放大器实现框图。
图1 程控增益放大器实现框图
程控增益放大器是以放大器为基础通过单片机，多路转换开关和电阻网络等一起构成的。如图中所示，单片机对多路转换开关进行控制，而多路转换开关又经过与测量放大器相连，并通过控制精密增益调节电阻网络，使精密增益调节电阻网络来调节测量放大器，最终实现程控增益放大器。如已知信号源所需放大倍数，并把这些放大倍数的对应数字量存入ROM中，当需要输入某信号时，则单片机将该对应的放大倍数从ROM中取出，经过多路
转换开关，精密增益调节电阻网络等，使放大器按这个放大倍数输出，既完成了程控增益。
下面以可编程增益放大器MCP6S2X为例。
ＭＣＰ６Ｓ２８芯片的内部结构图（其它类似）如图２所示。由图可见，ＭＣＰ６Ｓ２Ｘ芯片内部由一些简单的功能模块构成，可共同完成多路选择、可变增益调节等功能。ＭＣＰ６Ｓ２Ｘ具有多路选择输入（ＭＵＸ）模块，共有八路输入，可由软件设置通道选择。不用的输入引脚应悬空，以使输入电流最小。当然，接ＶＤＤ或ＶＳＳ时，芯片也能正常工作但输入电流会变大。
内部运放部分主要由运放、增益转换器、梯形电阻(ＲＬＡＤ＝ＲＦ＋ＲＧ)等组成，可完成信号的放大和带宽选择，提高输出电压的精确度。
ＳＰＩ逻辑控制部分主要提供片选信号、同步时钟、串行输入输出、上电复位、控制指令和数据读写以完成通路选择和增益控制等功能。上电复位电路ＰＯＲ（Ｐｏｗｅｒ－ＯｎＲｅｓｅｔ）的功能是：当电源电压低于ＰＯＲ的限定电压时 ＶＤＤ＜ＶＰＯＲ≈１．７Ｖ使内部ＰＯＲ电路复位所有的内部寄存器，并使芯片运行在关机模式下。当ＶＤＤ大于ＶＰＯＲ时，ＰＯＲ又使芯片恢复正常。另外，用ＭＣＰ６Ｓ２６、ＭＣＰ６Ｓ２８还可以实现多个芯片的连接，其连接形式为串行接口方式。多片连接时，前一个芯片的ＳＯ引脚应连到后一个芯片的ＳＩ引脚，依此类推，它们可共用ＳＣＫ和ＣＳ引脚
在前述的基础上本文将集中介绍：MCS-51单片机及其扩展，多路转换开关原理及其应用，数控增益放大器的原理及其应用的情况，并着重以AD612/614数控增益测量放大器为重点典型来研究。
第一章MCS-51单片机及其扩展
一MCS-51系列单片机系统结构
MCS-51系列单片机的典型产品为8051，8751，8031。8051是ROM型单片机，内部有4k字节工厂掩膜编程的Rom程序存储器；8751是EPROM型单片机，内部4k字节用户可编程的EPROM程序存储器；8031是无ROM程序存储器的单片机，它必须外接EPROM 程序存储器。除此之外，8051，8751和8031的内部结构是完全相同的，都具有硬件资源。.面向控制的8位CPU
.128个字节内部ROM数据存储器
.32位双向输入输出线
.一个双工的异步串行口
.两个十六位定时器/计数器
.五个中断源，两个中断优先级
.时钟发生器
.可以寻址64k字节的程序存储器和64k字节的外部数据存储器
MCS-51的系统简化结构图如1-1所示；管脚图见1-2
.Vss接地端.Vcc电源端
.RST/P0复位端.E A 8031中接低电平
.XTAL1振荡器输入.XTAL2振荡器输入
.ALE/PROG锁存器信号出现在P0地址信号,
.PSEN用来信号选通ROM(外部)
.P0 P3为四个I/O口
图1—1MCS-51结构简图
图1—2 8051引脚图
1.2 MCS-51单片机的扩展
MCS-51单片机具有很强的系统扩展能力，可以扩展64k字节的程序存储器和64k 字节的数据存储器或输入输出口及应用系统的设计更灵活，对用户的要求的适应性也更强MCS-51的P0口和P2口可以直接作为输入输出口使用，也可以作为扩展总线口使用，MCS-51系列单片机主要是通过P0口和P2口进行系统扩展的。
由于本系统需要4k字节的程序存储器,而8031是内部无ROM型的单片机。所以必须扩展一个4k字节的程序存储器。理论上，半导体存储器，EPROM,EEROM,RAM等都可以用作单片机的外部程序存储器。但由于EPROM 价格低廉，性能可靠，所以用得比较普遍。所以本系统选用4k字节的EPROM 2732，引脚排列如下：
其中：A0－A11：地址输入线
O0－O7：三态数据输入线读或编程校验时为数据输出线，编程时为数据输入
线，维持或禁止时呈高阻状态
CE：选片信号输入线有效
PGM：编程脉冲输入线（与合用一脚）
OE ：读选通信号输入线，低电平有效
V pp：编程电源线，值因芯片型号和制造厂商有关
2732主要技术指标如下：
容量：4k 引脚数：24
读出时间：29ns 最大工作电流：100mA
最大维持电流：35mA
EPROM的主要操作方式有：
.编程方式：把程序代码（机器指令，常数）固化到EPROM中
.编程校验方式：读出EPROM中的内容，校验编程操作的正确性
.读出方式：CPU从EPROM中读取指令或常数
.维持方式：数据端呈高阻耗电少
.编程禁止方式：适用与多片EPROM并行编程不同数据
表1－1列出了2732EPROM的操作方式（其中V IL既TTL低电平，V IH既TTL高电平, A pp.编程电源其电压因型号和厂家而异）
表1－1 2732A操作方式
程序存储器的扩展方法
图1－4给出了MCS－51与外部程序存储器的一种接口逻辑.图中采用带三态门的8D锁存器74LS373(见图1－5)作为地址锁存器
74LS373的E三态门输出允许控制输入端,低电平有效.G为锁存信号输入端,高电平使74LS373接数,电平负跳时将D0－D7状态锁存起来.表1－2是74LS373的状态功能表
图1—4 MCS－51与外部程序存储器的一种接口逻辑
图1—5 8D锁存器74LS373引脚图
表1－2 74L373功能表
图1－4中,将74LS373的E 接地, G接MCS－51的ALE信号74LS373的数据输入端D0－D7接MCS－51的P0口,74LS373的数据输出端Q0－Q7接到外部程序存储器的低位地址端.这样,当ALE高电平时74LS373直通,使P0口输出的低8位地址和P2口输出的高8位地址同时到达外部程序存储器的地址线而当ALE为低电平时, P0口低8位地址被74LS373锁存保持,使外部程序存储器的低8位地址信息维持不变, P0口读到可靠的信息.
外部程序存储器一般采用单片机电路,其片选端接地.图1－6是一个用EPROM2732扩展4k字节的程控存储器的8031系统,这也是8031较典型的基本系统.
图1—6 扩展410字节EPROM的8031系统
图中2732的地址范围为F000H-FFFFH
第二章多路转换开关简介
在单片机测控系统的输入通道中，当有多个模拟输入信号需要检测时，为了节省硬件成本，常常利用多路开关将各个输入信号依次接到公共的放大器或A/D转换器上，实现对各个输入信号轮流检测。多路开关是用来切换模拟电压信号的关键元件。为了提供参数的测量精度，要求多路开关接通时电阻尽可能的小，断开时电阻尽可能的大，理想的多路开关导通电阻应为零，开路电阻应为无穷大。此外还要求切换速度快，噪声小，寿命长和工作可靠，控制方便。
常用的单片多路模拟开关器件有CD4051(8×1),CD4052(4×2),CD4053(3×2),它们都是CMOS电路，能适合一般的场合。下面以CD4051为列简单介绍多路开关的结构原理。图2－1给出的结构框图，它由逻辑电平转换器，通路译码器，模拟开关组成。引脚A,B,C为通路选择控制端，经内部电平转换和3－8线译码器输出8位控制线分别控制模拟开关0－7的导通和断开；当禁止输入端INH为高电平时，译码器输出均无效，使开关0－7都断开，当INH为低电平时，对应与A,B,C的二进制信号译码器输出线中有一位有效，使一个模拟开关导通，其余都断开，其真值表如表2－1所示。
表2－1CD4051开关切换真值表
图2－1 8路单端模拟开关CD4051结构框图
V DD为正电源输入端，V EE为负电源输入端，V SS为数字地。当V DD-V EE=15v时，输入的模拟信号范围（峰－峰值）为15v时，其导通电阻为80欧；V DD-V EE=10v时，其断开时
漏电流为±10pA,静态功耗为1μw。
下面将简单介绍一下AD7506(16×1)及具有双刀功能的CD4052(4×2),CD4053(3×2)(三刀功能)的引脚及结构图如2－2，2－3所示。
图2—2 AD7506引脚图
图2—3 AD7506结构示意图
十六路开关由四位地址A3－A0编码, S1－S16依次为0000－1111，当EV端低电平时十六路开关全部不通
图2—4 CD4052引脚图
图2—5 CD4053引脚图
上述多路转换开关适用与采样频率较高的控制系统，其优点是快速，是有较大的导通电阻（70－400欧）。
第三章数控增益放大器的基本原理
在单片机测控系统中，多个信号源来的信号，在进行A/D转换前，如果信号幅值相差悬殊，则需设计一个数控增益放大器。当单片机控制多路转换开关的同时，控制它的闭环增益，以使各路信号的幅度均与A/D转换器量程相匹配。见图3－1
图3—1单路可编程放大原理图
因为在实际系统中各路模拟信号的A/D转换器的电压范围已知，故可预见算出各信号源所需放大倍数并把这些放大倍数的对应数字量3入ROM中当计算机需要输入某路信号时，则CPU就将该路对应的放大倍数从ROM中取出，经数据总线送入数控增益放大器，这时放大器就按这个放大倍数放大，既用程序来控制放大器的放大倍数，以适应任一信号源的增益要求。
实用数控增益放大器是以某些测量放大器为基础构成的放大器的增益调节，是靠程控多路转换开关连接的增益调节电阻来实现的。见图3－2
由于测量放大器是数控增益放大器的基础，因此，我们在了解数控增益放大器以前，先对测量放大器有一个较为明确的认识，所以我们在下一章将详细介绍一下测量放大器。
+2v
图3—2数控增益放大器原理框图
第四章测量放大器
在实时控制与数据采集系统中，因被控对象和使用的检测器件不同，有些传感器输出的电压（或电流）信号（或稍经修整）能与A/D转换器匹配，有些输出虽已经是数字式（如脉冲式流量记，各种类型的编码盘和同步感应器等）的，但大多数传感器的输出信号很微弱；需要放大才能与A/D转换器输入电压相匹配；另外，传感器往往是高输出阻抗且输出不平衡，易受各种干扰，共模电压高传输距离远，工作温度变化大，环境恶劣等等，这就需要使用对传感器输出进行精密放大并放有较高共模抑制比的测量放大器。
4．1测量放大器的原理
测量放大器也称数据放大器或仪表放大器。一般运算放大器用作测量放大器，性能往往显得不够。测量放大器由一组运算放大器组成，最典型的结构图如图4．1所示。
图中：A1和A2构成高输入阻抗的第一级，测量放大器的差动输入端V i1和Vi2分别是两个运算放大器（A1和A2）同相输入端，故输入阻抗高。A3为将差分输出变为单端输出信号的第二级负载在V0与基准之间，检测点与V0端通常在外部相连（也有一些测量放大器已在内部连好）且参考电位取地电位，测量放大器的放大倍数A为:
A=V0/(V i1－V i2)=R3/R2(1+R1/R g+R1’/R f)
当R1= R1’时放大器倍数A为:
A= R3/R2(1+2R1/R g)
式中R g是用与调节放大倍数的外接电阻，R3/R2= R3’/ R2’
通过调节R g,可方便获得各种需要的放大倍数，十分灵活。整个电路的共模抑制比为CMRR=AC3,C3为运算放大器A3的共模抑制比,该式说明，在A1和A2完全对称且共模抑制比极大的理想情况下，整个共模抑制比只和整个电路的增益A和A3的共膜抑制比C3的乘积有关，因此A3应选用共模抑制比高的运算放大器。
测量放大器的参数及其意义：
．V os : 输入偏移电压
．dV os/dT :输入偏移电压的温漂
．I os : 输入偏移电流
．dI os/dT : 输入偏移电流的温漂
．S r : 转移速率
．V n : 输入干扰电压
．AV0 : 开环增益
．KCMR : 共模抑制比
．A v ：放大器增益
．f m :-3db带宽
．f(A v) : 增益的非线性度
．R icm : 共模输入阻抗
图4—1 典型的测量放大器结构
4．2测量放大器的选择
前面我们主要介绍了三运放测量放大器的基本原理，而在实际应用中并不一定全部用三运放测量放大器，选用那种放大器要根据具体的任务，具体的情况，实用性，经济性等多方面因素来考虑，这就涉及到测量放大器的选择问题了。
为了提高精度，一般要将信号的最大幅度放大至系统的最大满度电压（通常V Fs=5v或10v）。通常，测量放大器的闭环放大倍数有两类；高电平数据采集系统常为可编程增益1，
2，4，8等挡；低电平数据采集系统常为可编程增益1，10，100，500等挡.
选择那一类测量放大器要根据任务需要来确定,对共模抑制比要求不变时可用单运算放大器如:AD521,AD524等它们的KCMR为80－110dB左右。
当分辨要求很高时,往往希望放大器误差远小于系统分辨率误差,这时相应的要有很高的开环增益,单运放是达不到的,应选用三运放等类型的测量放大器如AD522A,AD522B等;例如;某系统需有130位的分辨率,相当于0.012% V Fs。设计时应选用放大器的误差小于0.006%。如果闭环增益需要200倍,则可折算出放大器的开环增益为4×1000000.这只有三运放测量放大器才能实现。
自动稳零放大器CAZ是低零温漂移放大器。它的dV os/dT=0.01,但开环增益KCMR=100dB,故只适用于0－10HZ带宽的信号的低漂移放大。
高性能测量放大器应用于要求高的场合,其性能增益为1000000;闭环差横增益为1000时, KCMR=1000000,参考型号为LN0038;AD624等;隔离放大用于信号源与处理系统之间有非常高的共模干扰,而且必须电隔离的场合。
4．3测量放大器在数控增益放大器中的应用
在第三章我们提到测量放大器是数控增益放大器的基础，现以三运放测量放大器为例
介绍一下测量放大器在数控增益放大器的应用情况，见图4－2：
图4－2以三运放测量放大器为基础的数控增益放大器电路
图中R00－R07通过多路开关和R1相连，它们分别等效于图4－1中的R G,它们的阻值可以根据不同放大倍数的要求按公式A=1+2R1/R0，计算得到，图中51单片机的P1.0－P1.2输出到多路开关CD4051的A,B,C通路选择控制端，由程序控制选通R00－R07中那一个电阻和R1接通，从而实现由程序控制放大器的放大倍数。
与图4－1相比，图4－2在图4－1的基础上增加了一个电压跟随器A4,这是因为在实际应用中A1，A2不可能完全对称，电阻也存在误差，这就使电路的实际共模抑制比比理想值小，而加入A4后，A4的输入取自A点共模电压V cm, A4的输出近似于V cm，并作为A1，A2的电源地端，以使A1，A2的电源电压浮动与V cm相同，从而大大削弱共模干扰的影响。实
践证明和图4－1相比，共模抑制比可提供20－40dB。
第五章数控增益放大器实例
在多通道或多参数的输入通道中，多个通道或多个参数共有一个测量放大器，各通道或各参数送入测量放大器的信号电平不同，但都要放大至A/D变换器输入要求的标准电压，因此对应于各个通道或各个参数不同，测量放大器的增益亦应不同。在输入通道中各信号及参数通道的输入选择是由计算机编程控制的。因此，测量放大器也必须能由编程控制相应的增益选择。
根据前面几个章节的介绍我们已经能够运用分立的运算放大器湖测量放大器，增益调节电阻，多路转换开关制成各种数控增益放大器。但目前已经推出了许多型号的数控增益放大器芯片可提供用户选择，与用分立元件构成的数据增益放大器相比，集成数控增益放大器具有体积小，性能优异，成本低等优点。因此，在一般情况下，采用分立元件来构成数控增益放大器已无多大必要。
因此，本章的重点就是介绍两种较具代表性的数控增益放大器芯片及其与单片机硬件连接的情况。
5．1 PGA100多路输入数控增益运算放大器
PGA100是B－B公司推出的8级二进制可编程增益控制运算放大器。PGA100将多路转换开关与数字程控增益控制功能集成在一个芯片中，对于小信号多路采集系统来说特别适用。
PGA100的主要特性
．增益精度高，小于±0。002%
．非线性，小于±0。005%
．稳定时间短，稳定至终值0。01%为5μs
．通道串扰为±0。003%
．有8个模拟输入通道，输入阻抗为100000000000欧
．有8个二进制增益×1，×2，×4，×8，×16，×32，×64，×128
A0－A5用来选择增益和模拟输入通道，其选择如下
图5－1为PGA100引脚图
通道选择的数字输入在时钟的上升沿锁存，所用的片内锁存器相当于74LS378
晶体管中频小信号选频放大器设计(高频电子线路课程设计)
课程设计任务书 学生姓名：专业班级：电子1001班 指导教师：韩屏工作单位：信息工程学院题目：晶体管中频小信号选频放大器设计 初始条件： 具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力；对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解；具备高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力；能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。 要求完成的主要任务： 1.采用晶体管或集成电路完成一个调幅中频小信号放大器的设计； 2.放大器选频频率f0＝455KHz，最大增益200倍，矩形系数不大于5； 3.负载电阻R L＝1KΩ时，输出电压不小干0.5V，无明显失真； 4.完成课程设计报告（应包含电路图，清单、调试及设计总结）。 时间安排： 1．2013年12月10日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。 2．2013年12月11日至2013年12月26日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。 3. 2013年12月27日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。 指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要............................................................................................................. I Abstract ...................................................................................................... I I 一、绪论 (1) 二、中频小信号放大器的工作原理 (2) 三、中频选频放大器的设计方案 (3) 3.1 稳定性分析 (3) 3.2 提高放大器稳定性的方法 (4) 3.3中频选频放大 (5) 3.4 信号负反馈 (6) 四、电路仿真与分析 (7) 4.1 multisim仿真软件简介 (7) 4.2 中频选频放大部分仿真 (7) 五、实物制作及调试 (9) 六、个人体会 (12) 参考文献 (13) 附录I 元件清单 (14) 附录II总电路图 (15)
音频功率放大器设计实验报告
题目：音频功率放大器电路 音频功率放大器设计任务 1、基本要求 （1）频带范围 200Hz —— 10KHz，失真度 < 5%。 （2）电压增益 >= 20dB。 （3）输出功率 >= 1 W (8欧姆负载)。 （4）功率放大电路部分使用分立元件设计。 发挥部分 （1）增加音调控制电路。 （2）增加话筒输入接口，灵敏度 5mV，输入阻抗 >> 20 欧姆。 （3）输出功率 >= 10W (8欧姆负载)。 （4）其他。 目录 1 引言····························································· 2 总体设计方案·····················································2.1 设计思路······················································· 2.2 总体设计框图··················································· 3 设计原理分析·····················································3.1设计总原理图 3.2设计的PCB电路图 ··· 1 引言 在现代音响普及中，人们因生活层次、文化习俗、音乐修养、欣赏口味的不同，令对相同电气指标的音响设备得出不同的评价。所以，就高保真度功放而言，应该达到电气指标与实际听音指标的平衡与统一。
音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域，几十年来，人们为之付出了不懈的努力，无论从线路技术还是元器件方面，乃至于思想认识上都取得了长足的进步。本次设计旨在熟悉设计流程，达到基本指标。 2 总体方案 根据实验要求，本次设计主要是也能够是用集成功放TDA2030为主的电路 一、电路工作原理 图1所示电路为音频功率放大器原理图，其中TDA2030是高保真集成功率放大器芯片，输出功率大于10W，频率响应为10~1400Hz，输出电流峰值最大可达3.5A。其内部电路包含输入级、中间级和输出级，且有短路保护和过热保护，可确保电路工作安全可靠。TDA2030使用方便、外围所需元器少，一般不需要调试即可成功。 RP是音量调节电位器，C1是输入耦合电容，R1是TDA2030同相输入端偏置电阻。 R2、R3决定了该电路交流负反馈的强弱及闭环增益。该电路闭环增益为 （R2+R3）/R2=（0.68+22）/0.68=33.3倍，C2起隔直流作用，以使电路直流为100%负反馈。静态工作点稳定性好。 C4、C5为电源高频旁路电容，防止电路产生自激振荡。R4、R5称为茹贝网路，用以在电路接有感性负载扬声器时，保证高频稳定性。VD1、VD2是保护二极管，防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030。 2．电流反馈 电流反馈是指在一个反馈电路中，若反馈量与输出电流成正比则为电流反馈;若反馈量与输出电压成正比则为电压反馈。通常可以采用负载短路法来判断。 从概念上说，若反馈量与输出电压（有时不一定是输出电压，而是取样处的电压）成正比则为电压反馈；若反馈量与输出电流（有时不一定是输出电流，而是取样处的电流）成正比则为电流反馈。在判断电压反馈和电流反馈时，除了上述方法外，也可以采用负载短路法。负载短路法实际上是一种反向推理法，假设将放大电路的负载电阻RL短路（此时，），若
程控放大器的设计与实现
程控放大器的设计与实现 摘要 本文介绍了一种可通过程序改变增益的放大器。它与ADC相配合，可以自动适应大范围变化的模拟信号电平。系统以89S51单片机作微处理器，运用NE5532芯片组成运放电路，采用CD4052芯片担任增益切换开关，通过软件控制开关的闭合或断开来达到改变电路的增益。 文章首先对系统方案进行论证，然后对硬件电路和软件设计进行了说明，最后重点阐述了系统的调试过程，并且对调试过程中遇到的问题以及解决方案进行了详细说明。该系统设计达到了预期要求，实现了最大放大60db的目的。 关键词 程控放大器；运算器放大器；单片机；增益 The Design and Realization of Program-Controll Amplifier Abstract This article introduces a amplifier which changes the gain through the software. It coordinates with ADC and adapts the simulated signal level with wide range change automatically. The system uses the 89s51 SCM as the core. The NE5532 chip composes the operational circuit and the CD4052 chip composes the gain switch. The gain of the circuit is changed by software which can control switch closed or disconnect. The article first demonstrates the system plan, then introduces the hardware and the software, finally explains the debugging process of the system with emphasis. It also especially analogizes the problem in the debugging process and the resolutions. This system design has achieved anticipative request and realized enlarged 60db most greatly the goal. Key words Program-controlled amplifier; operational Amplifier; SCM; gain
低频低噪声高增益放大器讲解
低频低噪声高增益放大器 一、基本要求 （1）放大器 a．电压放大倍数200~2000倍，放大倍数可预置步进（间隔不大于200倍），有数字显示额外加分。 b．通频带3kHz~5kHz。 c．放大倍数为2000倍时，测得输出噪声电压峰—峰值等效到输入端小于800nV。d．最大不失真输出幅度不小于8V。 e．输入电阻不小于1kΩ，输出电阻不大于20Ω。 （2）自制供电电源。单相交流220伏电压供电，电源波动±10%时可正常工作。 （3）自制适合于本放大器测试用的信号源。 发挥部分 （1）电压放大倍数更高、步长更小 （2）等效输入噪声不大于200nV。 （3）等效输入电阻大于10kΩ。 （4）数字显示精度进一步改善 二、方案设计 2.1方案流程图
2.2 信号源制作模块 信号源原理图
信号源效果图 说明：单片机制作4.5KHZ的信号源，为电路提高信号源。 2.3 π网络衰减射随器带通滤波器模块制作 衰减网络 说明：由于单片机制作的信号源输出幅度很大，4V左右，而题目的要求知，信号源提供的电压幅度在10mV左右，因此通过衰减网络达到目的。
射随器 说明：射随器提高输入阻抗，以达到题目指定的要求。 带通滤波器 说明：带通滤波器的范围为3kHz~5kHz，因此可以满足通频带3kHz~5kHz的要求。 2.4 DAC0832程控网络
说明：通过DAC0832实现电压放大倍数200~3000倍的控制，把放大3000倍后的信号作为DAC0832的参考电压，通过数字量实现步进100倍的增益控制。 2.5 后级放大
说明：放大倍数进一步放大，固定放大1000倍。 2.6 电源制作模块
音频功率放大器实验报告
一、实验目的 1）了解音频功率放大器的电路组成，多级放大器级联的特点与性能； 2）学会通过综合运用所学知识，设计符合要求的电路，分析并解决设计过程中遇到的问题，掌握设计的基本过程与分析方法； 3）学会使用Multisim、Pspice等软件对电路进行仿真测试，学会Altium Designer使用进行PCB制版，最后焊接做成实物，学会对实际功放的测试调试方法，达到理想的效果。 4）培养设计开发过程中分析处理问题的能力、团队合作的能力。 二、实验要求 1）设计要求 设计并制作一个音频功率放大电路（电路形式不限），负载为扬声器，阻抗8Ω。要求直流稳压电源供电，多级电压、功率放大，所设计的电路满足以下基本指标： （1）频带宽度50Hz～20kHz，输出波形基本不失真； （2）电路输出功率大于8W； （3）输入阻抗：≥10kΩ； （4）放大倍数：≥40dB； （5）具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高音10kHz 处有±12dB的调节范围； （6）所设计的电路具有一定的抗干扰能力； （7）具有合适频响宽度、保真度要好、动态特性好。 发挥部分： （1）增加电路输出短路保护功能； （2）尽量提高放大器效率； （3）尽量降低放大器电源电压； （4）采用交流220V，50Hz电源供电。 2）实物要求 正确理解有关要求，完成系统设计，具体要求如下： （1）画出电路原理图； （2）确定元器件及元件参数； （3）进行电路模拟仿真； （4）SCH文件生成与打印输出；
（5）PCB文件生成与打印输出； （6）PCB版图制作与焊接； （7）电路调试及参数测量。 三、实验内容与原理 音频功率放大器是一种应用广泛、实用性强的电子音响设备，它主要应用于对弱音频信号的放大以及音频信号的传输增强和处理。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分，如图1所示。 v 图1 音频功率放大器的组成框图 1）前置放大级 音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输出驱动扬声器。声音源的种类有多种，如传声器（话筒）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD 唱机及线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功放的作用；假如输入信号的幅值过大，功率放大器的输出信号将严重过载失真，这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器，以便使放大器适应不同的输入信号，或放大，或衰减，或进行阻抗变换，使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。另外在各种声音源中，除了信号的幅度差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形，即低音被衰减，高音被提升。对于这样的输入信号，在进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态，即加入频率均衡网络放大器。 对于话筒和线路输入信号，一般只需将输入信号进行放大和衰减，不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低噪声的晶体管，另外还要设置合适的静态工作点。由于场效应管的噪声系数一般比晶体管小，而且它几乎与静态工作点无关，在要求高输入阻抗的前置放大器的情况下，
AD603程控增益调整放大器
AD603程控增益调整放大器 AGC电路常用于RF/IF电路系统中，AGC电路的优劣直接影响着系统的性能。因此设计了AD603和AD590构成的3~75dBAGC电路，并用于低压载波扩频通信系统中的数据集中器。 在很多信号采集系统中，信号变化的幅度都比较大，那么放大以后的信号幅值有可能超过A/D转换的量程，所以必须根据信号的变化相应调整放大器的增益。在自动化程度要求较高的系统中，希望能够在程序中用软件控制放大器的增益，或者放大器本身能自动将增益调整到适当的范围。AD603正是这样一种具有程控增益调整功能的芯片。它是美国ADI公司的专利产品，是一个低噪、90MHz带宽增益可调的集成运放，如增益用分贝表示，则增益与控制电压成线性关系，压摆率为275V/μs。管脚间的连接方式决定了可编程的增益范围，增益在-11～+30dB时的带宽为90Mhz，增益在+9～+41dB时具有9MHz带宽，改变管脚间的连接电阻，可使增益处在上述范围内。该集成电路可应用于射频自动增益放大器、视频增益控制、A/D转换量程扩展和信号测量系统。 AD603的特点、内部结构和工作原理 （1）AD603的特点 AD603是美国AD公司继AD600后推出的宽频带、低噪声、低畸变、高增益精度的压控VGA芯片。可用于RF/IF系统中的AGC电路、视频增益控制、A/D范围扩展和信号测量等系统中。 （2）ad603引脚排列是、功能及极限参数 AD603的引脚排列如图1所示，表1所列为其引脚功能。 引脚1 增益控制输入“高”电压端（正电压控制） 引脚2 增益控制输入“低”电压端（负电压控制） 引脚3 运放输入 引脚4 运放公共端 引脚5 反馈端 引脚6 负电源输入 引脚7 运放输出 引脚8 正电源输入 ●电源电压Vs：±7.5V； ●输入信号幅度VINP：+2V； ●增益控制端电压GNEG和GPOS：±Vs； ●功耗：400mW； ●工作温度范围； AD603A：-40℃～85℃； AD603S：-55℃～+125℃； ●存储温度：-65℃～150℃ （3）AD603内部结构及原理 AD603内部结构图如图2所示。AD603由一个可通过外部反馈电路设置固定增益GF（31.07~51.07）的放大器、0~-42.14dB的宽带压控精密无源衰减器和40dB/V的线性增益控制电路构成。
电子综合课程设计题目资料
电子综合课程设计题目汇总 1、水温控制系统设计 任务：设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。 要求： 1）基本要求 （1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。（2）环境温度降低时(例如用电风扇降温)温度控制的静态误差≤1℃。（3）用十进制数码管显示水的实际温度。 2）发挥部分 （1）采用适当的控制方法，当设定温度突变(由40℃提高到60℃)时，减小系统的调节时间和超调量。 （2）温度控制的静态误差≤0.2℃。 （3）在设定温度发生突变(由40℃提高到60℃)时，自动打印水温随时间变化的曲线。 2、语音提示系统 设计任务： 1）基本要求 设计并制作一个语音提示系统，能对出入口人员进行实时提示。 A. 能检测人员的进出方向。 B. 能够根据人员不同的进出方向发出不同的提示音。 C.具有录音功能。根据不同的场合，录制不同的提示音。录音时间大于4秒。 2）发挥部分 A．统计一天的人流量，通过按键显示。 B．显示当前时间。 C．在语音提示的同时能用灯光显示。 D．录音时间大于等于8秒。 3、程控音频OCL功率放大器
任务：设计一个功率可程控、有输出功率显示的OCL 音频功率放大器电路。后级OCL 功率放大部分用分立元件制作，供电电源为±15V ，输入信号电压幅度为(10~1000)mV rms ，负载为为8欧电阻。其结构框图如下图所示。 Ω =8L R 要求： 1）基本要求 用仿真软件对电路进行验证，使其满足以下要求： (1)失真度≤3%时，输出功率P 0≥7.5W ； (2)频率响应为(20~22000)Hz ； (3)在信号源的幅度和频率固定为某一值时，可以设置输出功率，并实时测量、显示输出功率，显示的输出功率(P s )与设定功率(P g )的相对误差()3%s g g P P P -≤； 2）发挥部分 制作一个正弦波信号发生器的实物，使其完成以下功能： A 失真度≤10%时，输出功率P 0≥6W ； B 频率响应为(30~10000)Hz ； C 在输入端交流短路接地时，输出端交流信号≤20mVpp ； D 在信号源的幅度和频率固定为某一值时，可以设置输出功率，并实时测量、显示输出功率。 说明： 1）设计报告必须包括建模仿真结果，发挥部分可以选作。 2）因为有的竞赛题目不易进行建模仿真，参赛者可以针对两道不同题目分别进行建模仿真与实物制作，评分时，仿真结果与实物制作各自的得分相加，作为参赛者的最后总分。此时，只需要提交针对仿真结果的设计报告。 4、程控高增益选频放大器设计 任务：
6低频功率放大器实验报告1
实验报告 姓名： 学号： 日期： 成绩 ： 课程名称 模拟电子实验 实验室名称 模电实验室 实验 名称 低频功率放大器 同组 同学 指导 老师 一、实验目的 1、进一步理解OTL 功率放大器的工作原理 2、学会OTL 电路的调试及主要性能指标的测试方法 二、实验原理 图7－1所示为OTL 低频功率放大器。其中由晶体三极管T 1组成推动级（也称前置放大级），T 2、T 3是一对参数对称的NPN 和PNP 型晶体三极管，它们组成互补推挽OTL 功放电路。由于每一个管子都接成射极输出器形式，因此具 图7－1 OTL 功率放大器实验电路 有输出电阻低，负载能力强等优点，适合于作功率输出级。T 1管工作于甲类状态，它的集电极电流I C1由电位器R W1进行调节。I C1 的一部分流经电位器R W2及二极管
D ， 给T 2、T 3提供偏压。调节R W2，可以使T 2、T 3得到合适的静态电流而工作于甲、 乙类状态，以克服交越失真。静态时要求输出端中点A 的电位CC A U 21 U =，可以 通过调节R W1来实现，又由于R W1的一端接在A 点，因此在电路中引入交、直流电压并联负反馈，一方面能够稳定放大器的静态工作点，同时也改善了非线性失真。 当输入正弦交流信号u i 时，经T 1放大、倒相后同时作用于T 2、T 3的基极，u i 的负半周使T 2管导通（T 3管截止），有电流通过负载R L ，同时向电容C 0充电，在u i 的正半周，T 3导通（T 2截止），则已充好电的电容器C 0起着电源的作用，通过负载R L 放电，这样在R L 上就得到完整的正弦波。 C 2和R 构成自举电路，用于提高输出电压正半周的幅度，以得到大的动态范围。 OTL 电路的主要性能指标 1、最大不失真输出功率P 0m 理想情况下，L 2CC om R U 81P =，在实验中可通过测量R L 两端的电压有效值，来 求得实际的L 2 O om R U P =。 2、 效率η 100%P P ηE om = P E —直流电源供给的平均功率 理想情况下，ηmax ＝ 78.5％ 。在实验中，可测量电源供给的平均电流I dC ， 从而求得P E ＝U CC ·I dC ，负载上的交流功率已用上述方法求出，因而也就可以计算实际效率了。 3、 频率响应 详见实验二有关部分内容 4、 输入灵敏度 输入灵敏度是指输出最大不失真功率时，输入信号U i 之值。 三、实验设备与器件 1、 ＋5V 直流电源 5、 直流电压表 2、 函数信号发生器 6、 直流毫安表
实验三功率放大电路实验报告
集成功率放大电路 一. 实验目的 1．掌握功率放大电路的调试及输出功率、效率的测量方法； 2．了解集成功率放大器外围电路元件参数的选择和集成功 率放大器的使用方法。 二. 实验仪器设备 1.实验箱 2. 示波器 3. 万用表 4. 电流表 有关试验方法的说明： （1） 测量最大不失真功率：max O P 在放大器的输入端接入频率为1kHz 的正弦频率信号；Vi 置最小（Vi<20mV ）；在放大器的输出端街上示波器和毫伏表，逐渐增大Vi ，使示波器显示出最大不失真波形，用毫伏表测出电压有效值 mox O V ，则最大不失真输出功率为： 2max max O O L V P R = (2)测量功率放大器的效率 η： 在保持Vo 为最大不失真输出幅度的情况下，由电流表测量直流电源Vcc 的输出电流E I ，此时电源Vcc 提供的直流输出功率为： ×E E CC P I V = 注：此处Vcc 应为正负电源之差。
功率放大器的效率为： max = O E P P 集成功率放大器的实验电路 三. 实验内容及步骤 1、连接电路： 接入正负电源（+V CC 、-V EE ） 接入负载电阻R L 串入电流表 2、打开电源开关，记录电流表的读数，即为静态电流I E 3、将电流表换至较高档位，接入输入信号v i ，按后面要求进行测量。 负载电阻R L ＝ 时， 按表分别用示波器测量输出电压峰值为2V 和4V 时的电流I E ，计算输出功率P O 、电源供给功率P E 和效率η； 逐渐增大输入电压，用示波器监视输出波形，记录最大不失真时的输出电压的峰值v omax 和电流I E ，并计算此时的输出功率P O ，电源供给功率P E 和效率η，填表。 峰值 I E P O P E η
增益可控射频放大器
增益可控射频放大器 一、系统方案 1、方案分析与比较 方案1：以高增益精度的压控VGA芯片AD603作为核心放大器，但频率再高时，效果很不理想，并且在级联时，很容易产生自激现象。 方案2:采用宽带可变增益FET放大电路，其缺点是增益步进控制难以实现，高频时频率的稳定性不好，在75MHz~108MHZ增益起伏较大，不能满足要求。 方案3：采用射频放大器AD8321+衰减器HMC472+放大器AD809的形式。第一级为AD8321三级级联，使增益倍数达到52dB。考虑到输入信号为高频信号，随着频率增加，幅度衰减增大，所以第二级加上可设置分贝衰减器，衰减器随着频率升高衰减效果明显，通过这样的方式使输出幅度稳定。但考虑实际拟合后，增益会稍微下降，最后通过第三级放大器将增益值稳定至输入增益。AD8321是一款低成本、数字控制式可变增益放大器，所需输出增益由8比特串行字决定，方便STM32程控，输出增益范围为-27.4dB~26dB，增益变化为0.75 dB/LSB。具有极低输出噪声电平，上行带宽高达235 MHz(最小增益)，符合题目200MHz要求。 综上考虑，AD8321具有频带宽、噪声低、增益可编程，易于与STM32进行串行通信等优点，选用方案3。 2、系统整体设计 根据题目要求，本系统主要由：键盘控制，液晶显示、语音播报模块，三级AD8321级联，衰减器，第二级放大模块，滤波器电路，电压转换电路组成。总体设计框图如图一所示：
图一 二、理论分析与计算 1、射频放大器设计 按照本设计要求，带宽为40MHz~200MHz ，电压增益为52dB 。所以采用AD8321三级级联的方式。8321最大增益为26dB ，理论上总增益=26+26+26=78dB ，符合设计要求。并且阻抗之间已经匹配，级联时无需额外电阻网络。为了防止高频走线间干扰，采用贴片式电路，原理图是根据器件手册的应用电路来设计。 2、频带内增益起伏控制 造成通频带内增益起伏的原因有很多，包括带内波动、运放幅频响应不平坦及供电电源电压不稳等，为了降低增益波动，在三级放大输出加上衰减器，利用衰减器HMC472随着频率增高衰减效果明显的特性，使频带内增益起伏得到控制。对幅度衰减特性进行补偿，最后再加一级AD809，将增益稳定。 3、射频放大器稳定性 由于本系统的处理对象是高频信号，所以整个系统对噪声的处理要求很高才能保证射频放大器的稳定性。噪声来源包括：电源、外界环境、级间干扰，以及走线间相互干扰等。针对不同的噪声，采用了不同的处理措施： （1）电源干扰：使用电感、电容构成滤波电路，能有效滤除纹波。在每个运放的电源引脚并联去耦电容。 （2）外界环境干扰，为了防止外界干扰，可以将电源线和地线加宽，并且在制PCB 板时加以覆铜；对自动增益级及功率放大级增加屏蔽罩，提高其抗干扰性能。 （3）级间干扰，各级之间，采用了高低频电容来滤除高低频噪声。 DC-DC （9V ） DC-DC （5V ） AD8321 AD8321 AD8321 STM32 液晶显示 键盘 直流稳压电源 输入 输出 语音播报 AD809 滤波器 衰减器
集中选频放大器概述教案.
小信号调谐放大器虽然有增益高、矩形系数好等优点而应用较广，但也还存在着一些缺点：如多级放大器中因谐振回路多，每级都要调谐，故调整不方便；回路直接与有源器件相联，其频率特性会受到来自晶体管参数、分布参数变化的影响，使其不能满足某些特殊频率特性的要求，如频带很窄，或者要求通频带外衰减很大的场合。 随着集成电路技术的飞速发展，许多具有不同功能特点的新的集成放大电路不断出现，给电子电路开发与应用提供了极为有利的条件。对干采用集成放大电路构成高频选频放大器来说，通常是采用集中滤波和宽频带集成放大电路相结合的方式来实现，它被称为集中选频式放大器。因多用于中频段，故又称为集成中频放大器。 目前，宽频带集成放大电路的型号很多，各自的性能和适应范围也有所不同。使用时可根据放大器的技术指标要求查阅有关的集成电路手册，选用合适的集成电路。对干集中滤波器可选用频率特性合适的陶瓷滤波器、晶体滤波器、声表面波滤波器或LC 滤波器。 一、集成中频放大器的组成 图2-2-1是集中选频式放大器的组成示意框图。它是由线性宽带放大器和集中滤波器组成，宽带放大器多用集成宽频带放大器，它体积小，性能好，可靠性高。由于集中滤波器通常是固定频率的，所以其宽放的频带也只需比滤波器的通频带宽些就可以了，如接收机的中频放大器。图(a)中，集中滤波器接在高增益宽带放大器的后面。这里宽带放大器只是表示放大器本身的频带宽度比放大的信号频带以及集中滤波器的频带更宽一些。 (a)(b) 前放大 宽放大 集滤波 (a)(b) 图2-2-1 集成中频放大器组成框图 当集成选频式放大器用于接收机中放时，为了避免有用信号频率附近的干扰信号在宽带放大器中产生的非线性作用，通常将集中滤波器放在高增益放大器之前，如图(b)所示。若集中滤波器衰减较大时，为避免使中放噪声系数加大，可在集中滤波器前加低噪声的前置放大器，以补偿滤波器的损耗。 起选频作用的部件是一个具有高选择性的集中滤波器，常用的有LC 带通滤波器、晶体滤波器、陶瓷滤波器、声表面波滤波器等等。目前，这些滤波器已得到广泛应用。因晶体滤波器特性与陶瓷滤波器相似，下面简单介绍陶瓷滤波器和声表面波滤波器。
高增益宽带放大器的研究与设计
南京师范大学中北学院 毕业设计（论文）（2013届） 题目：高增益宽带放大器的研究与设计 专业：电子信息工程 姓名：XXX 学号： XXX 指导教师：王兴和职称：教授 填写日期： 2013-5-10 南京师范大学中北学院教务处制
摘要 在无线通信系统中，高增益宽带放大是其重要的组成部分，它性能的好坏对整个系统起着重要的的作用。随着通信技术的发展，军用和民用对其提出了更高的要求，对射发系统的研制提出了更高的要求甚至是全新的要求。 文章介绍了一种基于模拟运算放大器实现的增益可控的宽带放大器。该器件由三个部分组成，第一部分由运算放大器OPA2613组成，第二部分中间级连续可调增益由放大器OPA842完成，第三部分功放由AD811完成。工作频带宽可达3.9MHZ，增益调节0dB-53dB。放大器噪声小, 动态范围宽。在通频带内增益起伏为1dB左右。通过反馈电阻可调，可实现增益的变化。通过Multisim的仿真能达到良好的效果。整个系统工作可靠，稳定，而且成本低效率高。 关键词：OPA2613 OPA8421 AD811 可控增益带宽放大器
ABSTRACT In a wireless communication system, high-gain broadband amplification is an important part of that, It is good or bad performance of the whole system plays an important role. With the development of communication technology, military and civilian put forward higher requirements for it, Hair on the radio system development put forward higher requirements even entirely new requirements. This paper presents a simulation-based operational amplifier gain controlled wideband amplifier. The device consists of three parts, the first part of the operational amplifier OPA2613, and the second part of the intermediate stage adjustable gain amplifier OPA842 completed by the third part of the amplifier by the AD811 is completed. Frequency band up to 3.9MHZ, gain adjustment 0dB-53dB. Amplifier noise, wide dynamic range. Ups and downs in the pass band gain is about 1dB.. Adjustable through the feedback resistor, the gain variation can be achieved. By Multisim simulation can achieve good results. The whole system is reliable, stable and cost-inefficient rate. Key words: OPA2613 OPA8421 AD811 Controllable gain Bandwidth amplifier
非线性丙类功率放大器--实验报告
南昌大学实验报告 学生姓名：付文平学号： 6102215151 专业班级：通信154班实验类型：■验证□综合□设计□创新实验日期： 2017.10.31 实验成绩：实验名称：非线性丙类功率放大器实验报告 一、实验目的 1、了解丙类功率放大器的基本工作原理，掌握丙类功率放大器的调谐特性以及负载变化时的动态特性。 2、了解激励信号变化对功率放大器工作状态的影响。 3、比较甲类功率放大器与丙类功率放大器的功率、效率与特点。 二、实验内容 1、观察高频功率放大器丙类工作状态的现象，并分析其特点。 2、测试丙类功放的调谐特性。 3、测试丙类功放的负载特性。 4、观察激励信号变化、负载变化对工作状态的影响。 三、实验仪器 1、信号源模块 1块 2、频率计模块 1块 3、8 号板 1块 4、双踪示波器 1台 四、实验原理 非线性丙类功率放大器的电流导通角θ＜90〇效率可达到80%，通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。特点：非线性丙类功率放大
器通常用来放大窄带高频信号(信号的通带宽度只有其中心频率的1％或更小)，基极偏置为负值，电流导通角θ＜90〇，为了不失真地放大信号，它的负载必须是LC谐振回路。 丙类功率放大器 丙类功率放大器的基极偏置电压V BE 是利用发射极电流的直流分量I EO （≈I CO ） 在射极电阻上产生的压降来提供的，故称为自给偏压电路。当放大器的输入信号为正弦波时，集电极的输出电流i C 为余弦脉冲波。利用谐振回路LC的选频作用 可输出基波谐振电压v c1,电流i c1 。下图画出了丙类功率放大器的基极与集电极间 的电流、电压波形关系。分析可得下列基本关系式： 式中，V c1m 为集电极输出的谐振电压及基波电压的振幅；I c1m 为集电极基波电流振 幅；R 为集电极回路的谐振阻抗 2 1 2 1 1 12 1 2 1 2 1 R V R I I V P m c m c m c m c C = = = 式中，P C 为集电极输出功率. 式中，P D 为电源V CC 供给的直流功率；I CO 为集电极电流脉冲i C 的直流分量。放大器的效率 1 1 R I V m c m c = CO m c CC m c I I V V 1 1 2 1 ? ? = η
程控增益放大器_电子技术基础课程设计
辽宁工业大学 模拟电子技术基础课程设计（论文） 题目：程控增益放大器 院（系）：电子与信息工程学院 专业班级：通信101班 学号： 学生姓名 指导教师： 教师职称： 起止时间：
课程设计（论文）任务及评语
目录 第一章程增益放大器设计方案论证 (1) 1.1程控增益放大器的应用意义 (1) 1.2程控增益放大器设计的要求及技术指标 (1) 1.3 设计方案论证 (1) 1.4 总体设计方案框图及分析 (2) 第二章程控增益放大器各单元电路设计 (2) 2.1 编码开关的设计 (2) 2.2 集成电路运算放大器的设计 (5) 2.3增益调整电路设计 (8) 第三章程控增益放大器整体电路设计 (8) 3.1 整体电路图及工作原理 (8) 3.2 电路参数计算 (9) 3.3 整机电路的仿真 (9) 第四章课程设计的总结 (9) 参考文献 (10) 附录：器件清单 (11)
第一章程控增益放大器设计方案论证 1.1程控增益放大器的应用意义 程控增益放大器按输出信号的特点分类，可分为模拟式和数字式可编程放大器。可以通过数字电路控制模拟放大电路的放大倍数。可以自己设计电路，或者使用一些公司的现成的集成芯片实现。具体实行的电路很多。比如DAC＋OP运放；OP运放＋模拟开关；电阻分压网络＋模拟开关+OP运放；集成芯片PGA102；PGA103；AD621；等等。利用拨码开关的数码代替电位器刻度，具有线性度好、精度高、直观，可直接或间接取代一般线性电位器或多圈线性电位器。放大器的增益的变化是由数字信号控制其反馈电阻完成的。程控增益放大器是一种在多通道多参数空间一个测量放大器，多通道放大器的信号的大小并不相同，都是放大至A/D交换器输入要求的标准是电压，因此对各个通路要求测量放大器的增益也不同。 1.2程控增益放大器设计的要求及技术指标 1.2.1设计要求： 1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。 2 .确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。 3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。 4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。 1.2.2技术指标 1.电压放大倍数N由拨码开关控制，199 ≤N。 ≤ 2.输出电压绝对值在1—10V范围。输入电阻Ω ≤20 Ro。 Ri8，输出电阻Ω ≥M 1.3设计方案论证 程控增益放大器通用的方法： 1）运放+模拟开关+电阻分压网络。 2）拨码开关+数字电位器+运放。 其中，第一种方法利用模拟开关切换电阻反馈网络，从而改变放大电路的闭环增益。这种方法的电路比较复杂，。第二种方案采用固态数字电位器来控制放大电路的增益，线路较为简单。而精度较为高，所以我们采用的是第二种方法设计的放大电路。
窄带选频放大器
电子课程设计电子课程设计报告 课题题目指导老师学生姓名学生学号完成时间： ： ： ： ： 窄带选频放大器 0808060413 2010.6.9
目录 摘要: (4) 1系统概述 (4) 1.1选频电路： (5) 1.2放大器： (5) 1.3低通滤波器： (5) 2单元电路设计与分析 (5) 2.1双T选频网络： (6) 2.2运算放大器 (7) 2.3低通滤波器 (8) 3电路的安装与调试 (9) 4结束语 (10) 4.1设计简单介绍 (10) 4.2设计调试中的难点 (11) 4.3改善及改进意向 (11) 4.4收获与体会 (11) 附上元件明细表及参考资料 (11)
(题目：窄带选频放大器) 摘要: 有源滤波器具有与rlc 串联谐振电路相同的特性曲线，利用数值计算的方法，得出两级级联的滤波器在临界偏调时各级中心频率f 0与q 值的关系，分析了电路不同q 值与平顶宽度的关系，在本设计中采用了RC 电路；据此，设计并制作了具有平顶特性的窄带通滤波器。仿真结果表明其特性与理论计算曲线大致相似。在制作过程中，为达到仿真效果及理论计算结果，不断对电路进行调试，还对电路的选择性、误差进行了分析。 关键词: 选频网络;运算放大器;低通滤波器;反馈电路。 1系统概述 本设计电路由选频电路、放大器和低通滤波器组成。 + + A + + A 2 3 2 3 6 4 5 5
1.1选频电路： 由UA741及电阻电容构成的双T选频网络构成，将输入的多种频率信号进行选频，运算放大器A1的反馈电路中，接入了窄频带滤波器，谐振频率f=1/2πRC=2KHz。 1.2放大器： 由UA741运算放大器构成半波整流器，输出正半周信号。 1.3低通滤波器： 由电阻电容构成，将高频经电容滤去，输出低频信号，因而该放大器仅选择2KHz(T=0.5ms)频率信号经放大后变为交流输出，其输出可接自动示波器显示输出波形。 2单元电路设计与分析
低频低噪声高增益放大器
低 频 低 噪 声 高 增 益 放 大 器——设计与报告总结 2012年7月15日 目录： 一．方案设计与论证 A.题目要求和指标分析
B.信号源部分 C.前级放大部分 D.滤波器部分 E.压控放大模块 F.功率放大模块 G.负反馈放大模块 二．电路设计 A.整体电路设计 B.信号源部分 C.前级放大部分 D.滤波器部分 E.压控放大部分 F.功率放大部分 G.负反馈部分 三．测试方法与测试结果 a.仿真部分 b.实测部分 本次设计是以vca810，op07，tda2030，msp430为核心器件的低频低噪声放大器。带宽为3kHz~5kHz,电压放大系数可达200~2000倍，
能保证波形不失真，噪声系数小，性能良好。信号由自制正弦波振荡器产生，经过前级放大，再经vca810进行压控放大，而后经过3阶有源切比雪夫带通滤波器，最后经过tda2030为核心的功率放大器，输出给负载。而由Msp430单片机进行AD采样和DA输出，实现负反馈。设计方案具有放大倍数高，预置步长小，低噪声，数字显示精度高等特点，达到了设计要求，切实可行。 一．方案论证 1.题目要求和指标分析 根据题目要求，设计方案应该实现电压放大，预置步进，数字显示，并且信号的通频带要在3kHz~5kHz,低噪声。综合各项设计指标，将该系统设计为以下模块：信号发生模块，前级放大模块，步进放大模块，滤波器模块，功率放大模块，反馈模块； 具体设计框图如下： 2. 信号源部分 方案1：以为LM358为核心的正弦波振荡器，优点是元器件少，成本低，稳定性好，失真度小，幅度频率可调，常用于音频电路。
非线性丙类功率放大器实验报告讲解
非线性丙类功率放大器实验报告 姓名: 学号: 班级: 日期: 37 38 非线性丙类功率放大器实验 一、实验目的 1. 了解丙类功率放大器的基本工作原理, 掌握丙类放大器的调谐特性以及负载改变时的动态特性。 2. 了解高频功率放大器丙类工作的物理过程以及当激励信号变化对功率放大器工作状态的影响。 3. 比较甲类功率放大器与丙类功率放大器的功率、效率与特点。 二、实验基本原理 非线性丙类功率放大器的电流导通角 o 90<θ, 效率可达到 80%,通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。特点:非线性丙类功率放大器通常用来放大窄带高频信号 (信号的通带宽度只有其中心频率的 1%或更小 ,基极偏置为负值,电流导通角o 90<θ,为了不失真地放大信号,它的负载必须是 LC 谐振回路。 丙类功率放大器
丙类功率放大器的基极偏置电压 V BE 是利用发射极电流的直流分量 I EO (≈ I CO 在射极电阻上产生的压降来提供的,故称为自给偏压电路。当放大器的输入信号 ' i v 为正弦波时,集电极的输出电流 i C 为余弦脉冲波。利用谐振回路 LC 的选频作用可输出基波谐振电压 v c1, 电流 i c1。图 8-3画出了丙类功率放大器的基极与集电极间的电流、电压波形关系。分析可得下列基本关系式: 011R I V m c m c = 式中, m c V 1为集电极输出的谐振电压及基波电压的振幅; m c I 1为集电极基波电流振幅; 0R 为集电极回路的谐振阻抗。 2102111212121R V R I I V P m c m c m c m c C === 39 式中, P C 为集电极输出功率 CO CC D I V P = 式中, P D 为电源 V CC 供给的直流功率; I CO 为集电极电流脉冲 i C 的直流分量。 放大器的效率η为 CO m c CC m c I I V V 1121? ?