程控電壓放大器(共7頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上摘要：本設(shè)計由三個模塊電路構(gòu)成：前即高共模抑制比儀器,8wei DAC0832衰減器，和單片機(jī)鍵盤顯示處理模塊。前級模擬放大部分具有高共模抑制比，高輸入電阻，可調(diào)節(jié)放大倍數(shù)；DAC衰減器將模擬放大器的輸出信號進(jìn)行相應(yīng)的衰減；鍵盤輸入信號放大的倍數(shù)，并同時選取適當(dāng)放大倍數(shù)，通過單片機(jī)整體控制，實現(xiàn)信號方大的功能。一：方案設(shè)計與論證1.放大電路可行方案：如圖所示，線路前級為同相差動放大結(jié)構(gòu)，要求量運放的性能萬群相同，這樣，線路除具有差模,，共模輸入電阻大的特點外，量運放的共模增益，失調(diào)機(jī)其漂移長生的誤差也相互抵消，因而不需要精密匹配電阻。后即的作用是抑制共模信號，將雙端輸

2、出轉(zhuǎn)變?yōu)閱味朔糯筝敵?，一室印發(fā)給接地負(fù)載的需要，后即的帶你組精密則要求匹配。增益分配一般前級去高值?？筛倪M(jìn)為：因為其電路結(jié)構(gòu)簡單，易于定位和控制。但要調(diào)節(jié)增益必須手動調(diào)節(jié)變阻器，所以考慮將放大倍數(shù)設(shè)成固定值，以滿足題目的需要。2控制部分利用單片機(jī)，MCU最小系統(tǒng)可由51單片機(jī)或其他派生芯片構(gòu)成。置數(shù)鍵可由09這10個數(shù)字級幾個功能鍵組成，在軟件的控制下，單片機(jī)開機(jī)后先將預(yù)置數(shù)輸入，在送去顯示的同時，送入DA然后等待鍵盤終端，并做相應(yīng)的處理。二：系統(tǒng)總體設(shè)計方案1.總體設(shè)計思路根據(jù)題目的要求，我們認(rèn)真取舍，充分利用了模擬和數(shù)字系統(tǒng)的有點，采用單片機(jī)控制放大器增大的方法，大大的提高了系統(tǒng)的精密度；

3、采用儀器放大其輸入，大大提高了放大器的質(zhì)量。有篇運放構(gòu)成的前幾高共模輸入的儀表差動放大器，對不同的差模輸入信號電壓進(jìn)行不同的方大倍數(shù)，再經(jīng)過后即的數(shù)控衰減器得到要求放大的倍數(shù)的輸出信號。每種信號渡江在單片機(jī)的算法控制下得到最合理的前幾放大和后即衰減，一是信號放大的質(zhì)量最佳。下圖為系統(tǒng)原理圖：2.原理分析和說明（1）測量放大器的原理在工也自動空制的領(lǐng)域中，長需要對原理運放的多路信號進(jìn)行測量，由于信號原理運放，兩者點為不一致，不可避免的存在長線干擾和傳輸網(wǎng)阻帶來的誤差。為了抑制干擾運放采用差動輸入方式。對測量電路的基本要求是1.高輸入阻抗，以抑制信號源與傳輸網(wǎng)絡(luò)不對稱引起的誤差。2.高共模抑制比，

4、以抑制各種共模信號干擾引入的誤差。3.高增益及寬的增益調(diào)節(jié)范圍，以適應(yīng)信號電源電平的寬范圍。以上要求的電路組有以下幾種經(jīng)典的組合：同相串聯(lián)式高阻測量放大器，同相并聯(lián)式高阻測量放大器，高共模抑制測量放大器，抑制共模信號的最簡單方法是在基本的同相并聯(lián)電路之后，再接一級差動運算放大器，它不僅能隔斷共模信號的傳遞，還能將雙端變單短，適應(yīng)接地負(fù)載的需要。它具有輸入阻抗高、增益調(diào)節(jié)方便、漂移相互補(bǔ)償、以及輸出不包含共模信號等優(yōu)點，代價是所用組件數(shù)目較多，共模抑制能力有所下降。 為了提高整個電路的共模抑制能力，除了設(shè)法提高前置級和輸出級的共模抑制比外，使整個電路的增益主要由前置級來承擔(dān)，也是十分有利的，但只

5、要會限制差動輸入電壓范圍。一般應(yīng)用中，差動預(yù)算放大器的主要問題是提到共模抑制比，所以往往會使輸出級的增益取低值，前置級的增益取高值，把輸入電壓的工作范圍放在第二位考慮。（2）控制原理設(shè)計本系統(tǒng)的控制由單片機(jī)完成，信號將在前級放大的基礎(chǔ)上在經(jīng)后級數(shù)控衰減器才得到最終放大倍數(shù)，因此其控制特色也主要體現(xiàn)在這兩個方面。前級儀用放大器的放大倍數(shù)的適當(dāng)選取是在單片機(jī)的算法控制下實現(xiàn)的，在用戶預(yù)設(shè)的放大倍數(shù)有多種設(shè)定方式時，開關(guān)動作的原則是：選擇最小的前級放大倍數(shù)和相應(yīng)最小的后級衰減方式。這樣的選擇可以是放大器和衰減器引起的誤差最小。例如，從鍵盤輸入的放大倍數(shù)為9，雖然有三種阻值的模擬放大帶電路可以選擇，但

6、只能根據(jù)輸入電壓的大致范圍選擇一種，并配合單片機(jī)的編程進(jìn)行真確的電壓放大。在衰減帶你路中，由一片D/A構(gòu)成的控制器在單片機(jī)的控制下對用戶預(yù)設(shè)的放大倍數(shù)做出響應(yīng)，DAC08328位口的輸入則相當(dāng)于對該網(wǎng)絡(luò)的輸出電阻進(jìn)行編程，對于輸入不同的數(shù)字量，得到不同的輸入輸出電壓比。由于前級放大器已經(jīng)對輸入信號有一定的放大，在D/A中只要做相應(yīng)的衰減即可滿足題目要求。3.采用元器件的說明(1)單片機(jī)1.單片機(jī)的定義單片機(jī)是將CPU、RAM、ROM、（A/D）、T/C和多種接口電路集成在一個集成塊上的集成電路2.單片機(jī)的特點1.ROM、RAM采用兩個不同的地址指針，分別對ROM、RAM區(qū)進(jìn)行尋址訪問。2.芯片

7、的引腳具有多種功能。3.具有多個SFR，外部接口SFR化，SFR的地址RAM化。4.有一個全雙工串行接口，可狠方便地成RS-232/RS-485標(biāo)準(zhǔn)串行接口，實現(xiàn)外部設(shè)備的串行通信。5.具有獨立操作的的位處理器、可位尋址的RAM、SFR、I/O口，因此單片機(jī)具有很強(qiáng)的位處理能力。6.單片機(jī)的特點是體積小、成本低、功能強(qiáng)、功耗小。3.單片機(jī)的引腳以及各引腳的功能 4.單片機(jī)的功能簡述停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RA AT89S52是一種低功耗高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程，F(xiàn)lash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲技術(shù)

8、制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許存儲器在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下功能：8K字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位定時器，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU M內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。(2)4*4鍵盤4.主要電路說明（1）模擬放大電路部分按照方案的對比論證，我們選擇了反饋電阻可調(diào)的共模輸入并聯(lián)電路和一個放大倍數(shù)尾1或5的差模輸入運放電路，實際圖如下：（2）程控放大電路部分單片機(jī)最小系統(tǒng)由AT89S52系列單片機(jī)和一個4*4鍵盤構(gòu)成，通過鍵盤輸入鍵值的到設(shè)置的放大倍數(shù)，再將D/A的輸出送入一個差分輸入的運放電路，最終的到放大設(shè)置倍數(shù)的信號。三：軟件程序部分程序流程圖四：結(jié)論 整個系統(tǒng)本著簡單可靠的原則完成了本設(shè)計任務(wù)?？筛鶕?jù)輸入電壓的范圍選擇1至10