第三十组：陈林辉、夏效禹、伍玉
程控高增益选频放大器设计
摘要：本系统以单片机和FPGA 为控制核心，实现了一个程控高增益选频放大器和衰减正弦波信号发生器。放大器以一款压控增益放大器AD603为核心，增益步进1dB ，范围60dB~120dB 。选频功能用*阶状态变量带通滤波器实现，中心频率步进为1Hz ，范围**Hz~**Hz ，通带宽度小于**Hz 。在衰减正弦波发生器的实现中，通过控制D/A 转换器参考电压以改变信号包络，频率步进1Hz ，范围**Hz~**Hz ，并在幅度降至2mV 时声光报警。另外，系统可以测试放大器输出幅度，测量误差小于**。
关键字：压控增益放大器 状态变量滤波器 一、 方案论证与选择 1、 选频功能实现方案
方案一：采用并联LC 选频网络。当输入信号频率等于其谐振频率时，网络 呈纯阻特性，输出信号幅度最大。改变L 、C 即可改变谐振频率。 方案二：采用RC 选频网络。如框图所示，它由基本放大电路和双T 形RC 带阻滤
波负反馈网络构成。改变RC 网络中的阻容
参数可以调节谐振频率。 图1 RC 选频网络框图
方案三：采用状态变量滤波器。该滤波器电路的截止频率与Q 值由其中某些阻容值决定。电流输出型DAC 可等效为阻值仅受输入数据控制的电阻，用此控制滤波器的截止频率和Q 值，可实现滤波器参数精确程控。
方案一、二可实现极窄通频带、高Q 值的选频特性，但难以实现中心频率以1Hz 为步进。方案三中的状态变量滤波器若采用较高阶数，可满足对Q 值的要求，且可精确程控中心频率，ADC 位数决定调节范围，因此，我们选取方案三。 2、 衰减正弦波信号源设计方案
方案一：利用模拟电路产生。利用LC 振荡网络构成谐振电路，选择适当的 L 、C 值产生正弦波，再利用一阶RC 电路产生由初始值衰减的指数衰减信号，将2种信号叠加相乘，即可得到按指数规律衰减的正弦波输出信号。
方案二：利用数字方法产生。分别送入两组数据进入2个D/A 转换器中，令第一个DAC 产生正弦波形，第二个DAC 产生按指数规律衰减的波形，并作为第一个DAC 的参考电压，相当于两信号相乘，由此获得衰减波形。
方案一易于实现，但由于在电路中存在电阻、电感和电容，产生波形时会出现失真和不稳定的现象，且难以控制零初始相位和实现频率步进。方案二可以精确控制信号初始相位和频率步进，产生的波形稳定。 3、 幅度检测方案
方案一：将信号通过峰值检测电路，并通过A/D 转换器采集信号峰值实现。 方案二：采用数字峰值检波。用A/D 转换器在一个周期内大量样点，根据采集到的数据点找出信号峰值。
方案一由于电容充放电特性，输出电压存在波纹，若希望减小波纹造成的误差，则要以增加检测时间为代价。由于输入信号频率低，利用不高的采样率便可在一个周期内采集到大量样点，精度完全可满足题目要求。于是我们采取方案二。 二、 系统总体框图
系统由两部分组成，衰减正弦波发生器和程控高增益选频放大器。
基本放大电路选频网络
V i
Vo
1) 衰减正弦波发生器：在FPGA 内部由直接数字频率合成技术合成幅度恒 定的正弦信号，通过波形发生DAC 输出，同时用另一路输出为衰减指数波的DAC 的输出作为前者的参考电压，由此获得衰减正弦波信号。
2) 程控高增益放大器：可由外部信号或者衰减正弦信号源输入，输入信号 通过程控放大器后送入带通滤波器，其中心频率由四路DAC 等效的电阻控制，滤波器的输出信号经过功率放大后为最终输出。为了实现自动功能，功放输出信号由A/D 转换器采集得到幅值，并反馈控制增益，使信号稳定在4.5V~5.5V 。
总线
程控放大电路
带通滤波器ADC
功率放大器
波形发生DAC
四路DAC 参考电压DAC 声光指示
选频放大器输出
R eq1~R eq4
增益控制幅度控制DAC
继电器控制滤波器参数
控制
正弦波合成包络合成声光指示
衰减正弦信号输出
外部信号输入
控制电压
FPGA
幅度检测
继电器控制信号
二选一电路
单片机
LCD
键盘
图1 系统框图
三、 理论分析与计算
1、 程控选频放大器实现理论分析
系统采用翻转输入型状态变量滤波器原理，将两个二阶状态变量滤波器级联，获得四阶带通滤波器。单个二阶状态变量滤波器如图2所示。
图2 二阶状态变量滤波器
其滤波器参数由如下公式设置：
322132021C C R R R R f eq eq π
=
，3
232213
2154)
1111
)(1(C R R R C R R R R R R Q eq eq +++= 取Ω===k R R R 10321，eq eq eq R R R ==21，32C C =，则)2/(120C R f eq π=，
3/)/1(54R R Q +=。当固定C 2和R 5时，0f 仅与eq R 有关，Q 仅与4R 有关。 1) 中心频率范围、步进的实现分析：
采用美信公司的四通道电流输出型D/A 转换器MAX514等效eq R ，如图4所
示，通过控制MAX514的输出电流，
从而改变其等效电阻值。MA514是
倒T 形R-2R 电阻网络D/A 转换器，
则其输出电压： 4096data V R I V ref out o ?=?=
将ref V 与out I 分别作为输入和输
出，则每一路MAX514可以等效为电阻， 图3 MAX514等效电阻示意图
阻值R data
I V R out ref eq ?==4096。
则R C d t a f 4096220?=π，步进Hz R C f 1409621
20=?=?π。 实测得Ω=k R 7.13，则C 2取2.8nF 。对应的中心频率0f 范围kHz Hz 096.4~1。 2) 通频带宽度实现分析：品质因素BW f Q /0=，由于题目要求BW<100Hz ，0f 最大为3.4kHz ，则Q min =3400/100=34。我们调节R 4使之为120k Ω，Q=40。 2，衰减正弦波产生理论分析
在FPGA 内合成幅度恒定的正弦信号，通过第一路DAC 输出，同时产生一路指数衰减信号作为第一路DAC 的参考电压，获得包络为指数衰减的正弦信号。
1) 直接数字频率合成技术(DDFS)合成正弦信号分析：DDFS 以Nyquist 时域采样定理为基础，在时域中进行频率合成。其工作原理是：每个参考频率f clk 上升沿到来时，计数容量为2N 相位累加器的值便按照频率控制字k 的长度增加一次，所得的相位值被输出至波形查找表，查找表将相位信息转化为相应的幅值信息(具体实现是以相位累加器中的数据高位作为地址读取波形存储器中的数据)，再由D/A 转换得到相应的波形。输出信号频率N clk out k f f 2/?=。本系统相位累加器位数为32位，参考频率f clk =1MHz ，则频率分辨力Hz MHz f out 0002.02/132≈=?，即频率最小步进0.0002Hz 。
2) 指数衰减信号衰减常数分析：衰减信号可以表示为τ/t e y -=，其中τ为衰 减常数，题目要求衰减到初始幅度的10%需延迟100ms~1000ms ，我们设定在500ms 。则根据式子%10/500=-τe 可计算出ms 217=τ。
3) D/A 转换器位数分析：题目要求指数衰减正弦波最大幅度为1.5Vpp ，衰 减至2mVpp 时，保持幅度不变并送入选频放大器，且幅度精度达±5%。用于指数衰减正弦波产生DAC 的满量程输出Vpp=1.5V ，若DAC 位数为N ，则
%5002.02/5.1? 即N>13.8，于是我们选取美信公司的16位D/A 转换器MAX541。 四、 主要功能电路设计 1， 程控高增益选频放大电路的设计 题目要求增益的程控范围为60dB~120dB ，步长为1dB ；选频网络中心频率范 围为300Hz~3.4kHz ，步进为1Hz 。我们设计将该电路分为三部分，分析如下： 1) 前级放大电路的设计 由于输出电压范围为2V~20V ，可计算输入信号范围为2μV~20mV ，若将如 此小的信号先滤波再放大，滤波选频效果和输出信号信噪比必然很差。于是我们设计了前级放大电路，其增益范围为10dB~70dB ，考虑到后级电路具有50dB 的固定增益，防止后级电路输出信号截止，在本级中将信号调理至6mV~60mV 。 ① 开关S1选择运放LT1028的增益为16dB 或46dB 。小信号放大电路的设计中，第一级放大器的噪声对整个电路信噪比起决定性作用。系统采用一款超低 GND Digital Input MAX514 某一通道+Uref I out1I out2 U out GND _ +R 噪声、高精度的高速放大器LT1028，它的温漂低至0.1μV/℃，偏置电压小于10μV 。它具有300M Ω的共模输入电阻以及126dB 的共模抑制比，能够很好地抑制共模噪声，提取小信号。 ② AD603的输入电阻为100Ω，由于电阻分压造成-6dB 的衰减。 ③ AD603由一个可通过外部反馈电路设置固定增益的放大器、宽带压控精密无源衰减器和线性增益控制电路构成，取R5=2K Ω，即固定增益40.98dB ，则98.20)(40)(+-?=-+G G V V dB G ，管脚2上V R R R V G 5.0)43/(45=+?=-。在管脚1上输入电压范围为-0.025V~0.726V 时，AD603增益范围0dB~30dB 。 图4 前级放大电路图 2) 程控滤波电路的设计 程控滤波电路的设计在理论分析与计算中已作详细阐述，值得提出的是我们设置品质因素Q=40，则在滤波器通带内存在40V/V(32dB)的增益。 3) 后级功率放大电路的设计 前两级的总增益范围是42dB~102dB ，为满足题目的要求，本级设置为18dB 的固定增益。THS3001是一款高速电流反馈型运放，采用同相输入方式，提高了放大电路带负载的能力，而且由于输入阻抗高、输出阻抗低，可起到对滤波器输出的隔离缓冲作用，防止后级电路影响滤波器参数。电路图见附录。 2， AGC 功能中整形电路设计 如理论分析部分所述，为提高自动增益控制的稳定速度，在信号频率初扫时，需要一级比较器电路，检测滤波器输出信号的幅度。采用比较器LM311，它的输出为集电极开路，其输出接上拉电阻，设定其逻辑电平为5V 。为抑制干扰引起的误翻转，我们采取了带正反馈的滞回比较电路 的形式。采用反相输入方式，其反向阈值 图5 整形电路图 电压V K K K V 454.02205 20-≈+?- =-，对应输出信号上升沿；将调节R6使其正向阈值电压V K K K K R K V 454.02205 22652≈+?-+?=+，对应输出信号的下降沿。将比较器 输出信号通过一个施密特触发器与非门后，方波信号的沿更陡峭而稳定。 五、 软件设计 1，总体软件设计 本系统软件包括单片机C 语言和基于FPGA 的Verilog HDL 。单片机主要用 于总体程序流程控制和人机交互的实现，此外，在单片机严格的延时控制下，将 衰减正弦波的包络序列送入D/A 转换器。FPGA 主要用于大量高速的数据运算和复杂的时序控制。如直接数字频率合成技术合成正弦波以及后级D/A 转换器的控制、幅度测量时A/D 转换器的采样控制和数字峰值检波的实现。 2，AGC 实现算法设计 由于前级放大电路具有选频功能，在调整电路增益之前，需要将中心频率设置为输入信号频率。为了精确设定中心频率，并兼顾稳定时间。我们采用两级扫描方式。首先以100Hz 为步进使滤波器中心频率由300Hz 增长，当滤波器后级的比较器电路输出方波时，停止扫描，并测得信号频率；由于中心频率的设定存在误差，第二步是设定滤波器中心频率在信号频率附近，以1Hz 为步进，用ADC 采样求取滤波器输出信号峰值，记录输出最大值处，并最终确定设定的中心频率。之后便可利用反馈控制算法使信号稳幅在4.5V~5.5V 。流程图如下所示。 开始 信号发生选频放大 衰减信号无衰减信号设置起始频率 设置步进设置衰减常数 设置起始频率 设置步进 设置 中心频率AGC 幅度测量 有键按下？ YES NO 起始增益 步进 起始频率 步进 设置增益 开始采样求幅值 <4.5V >5.5V 增大增益 减小增益 结束 YES YES NO NO 比较器上升沿？ 测频初扫f 0 细扫f 0设定最恰当f 0 YES NO 图6 系统总体软件流程图 图7 AGC 控制流程图 六、 测试数据与分析 1， 功能测试 1) 程控增益选频放大器：经测试，中心频率调整步长最小可达1Hz ，增益调整步长最小可达1dB 。 2) 自制信号源：① 手动触发一次，用示波器***观察波形。测得初始相位为零，测得第二个最大值的时间点为***ms ，幅度值为**V ，第三个最大值时间点为***ms ，幅度值为**V ，计算得衰减系数为**，误差为**。② 用示波器测试衰减正弦波的最大幅度为**V ，与理论值的误差为**%。衰减至2mVpp 时，具有声光指示功能，并保持该幅度不变。③ 频率步进1Hz 。 2， 指标测试 1) 程控增益选频放大器选频特性测试： ① 测试方法：输入信号幅度设置为2mV ，增益设置为60dB 。设置若干个中心频率0f ，向系统送入扫频信号，用4位半毫伏表观察输出信号幅度。记录信号最大值对应的输入信号频率点，以及幅度为最大幅度0.707倍的两个频率点的值，计算出通频带宽度。 ② 测试数据：主要测试数据如表1所示。详细测试数据见附录。 表1 程控增益选频放大器选频特性测试表 序号 设定0f 实际0f 0f 误差 -3dB 两频率点 带宽 1 300Hz 2 2KHz 3 3.4KHz 2)程控增益选频放大器增益测试： ①测试方法：输入信号频率为1.25kHz和2.5kHz，分别将中心频率设置为输入信号频率，改变增益，用四位半毫伏表测试输出信号幅度以及输入信号幅度，计算实际增益和误差。 ②测试数据：主要测试数据如表2所示。详细测试数据见附录。 表2 程控增益选频放大器增益测试表 序号信号频率设置增益输入信号幅度输出信号幅度增益误差 1 1.25kHz 60dB 2 120dB 3 2.5kHz 60dB 4 120dB 3)自制衰减信号源频率测试： ①测试方法：设置信号源频率，在示波器上用光标测试零点间的间隔，计算出信号频率，并与设定频率比较，计算误差。 ②测试数据：主要测试数据如表3所示。详细测试数据见附录。 表3 自制信号源频率测试表 序号设置频率实测频率误差序号设置频率实测频率误差 1 300Hz 3 2kHz 2 1kHz 4 3.4kHz 4)自动增益控制测试： ①测试方法：依次改变输入信号的幅度和频率，记录输出信号幅度稳定在 4.5V~ 5.5V时所需的稳定时间。 ②测试数据：主要测试数据如表4所示。详细测试数据见附录。 表4 自动增益控制稳定时间测试表 序号频率幅度稳定时间序号频率幅度稳定时间 1 300Hz 200μV 3 3.4kHz 200μV 2 2mV 4 2mV 5)幅度测试 ①测试方法：设置输入信号频率为2kHz，增益60dB，改变输入信号幅度，用四位半毫伏表测量输出信号幅度，并与系统显示的幅度比较，计算误差。 ②测试数据：主要测试数据如表5所示。详细测试数据见附录。 表4 自动增益控制稳定时间测试表 序号Vin 理论Vo 实际Vo 误差序号Vin 理论Vo 实际Vo 误差 1 3 2 4 3，测试结果分析 本系统的各项功能和指标均达到或超出了题目要求。 七、总结 附录： 1，参考文献 【1】李华 MCS-51系列单片机和适用接口技术北京：北京航空航天大学出版社 1993年【2】王冠，黄熙，王鹰 Verilog HDL与数字电路设计北京：机械工业出版社 【3】蔡锦福运算放大器原理与应用北京：科学出版社 【4】谢自美电子线路设计实验测试武汉：华中理工大学出版社 2000年第二版 【5】[美]塞尔吉欧?弗朗哥基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计西安：西安交通大学出版社 2004年 4，声光指示电路的设计 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 一、设计任务 设计一个实用的音频功率放大器。在输入正弦波幅度≤5mV，负载电阻等于8Ω的 条件下，音频功率放大器满足如下要求： 1、最大输出不失真功率P OM≥8W。 2、功率放大器的频带宽度BW≥50Hz~15KHz。 3、在最大输出功率下非线性失真系数≤3%。 4、输入阻抗R i≥100kΩ。 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。 二、设计方案分析 根据设计课题的要求，该音频功率放大器可由图所示框图实现。 下面主要介绍各部 分电路的特点及要求。 图1 音频功率放大器组成框图 1、前置放大器 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 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 HEFEI UNIVERSITY 程控放大器的设计 系别电子信息与电气工程系 专业电气信息类 班级09级电气(4)班 姓名李浩刘阳程超 完成时间2011年3月14日 摘要：本设计由三个模块电路构成：前即高共模抑制比仪器,8wei DAC0832衰减器，和单片机键盘显示处理模块。前级模拟放大部分具有高共模抑制比，高输入电阻，可调节放大倍数；DAC衰减器将模拟放大器的输出信号进行相应的衰减；键盘输入信号放大的倍数，并同时选取适当放大倍数，通过单片机整体控制，实现信号方大的功能。 一：方案设计与论证 1.放大电路 可行方案：如图所示，线路前级为同相差动放大结构，要求量运放的性能万群相同，这样，线路除具有差模,，共模输入电阻大的特点外，量运放的共模增益，失调机其漂移长生的误差也相互抵消，因而不需要精密匹配电阻。后即的作用是抑制共模信号，将双端输出转变为单端放大输出，一室印发给接地负载的需要，后即的带你组精密则要求匹配。增益分配一般前级去高值。 可改进为：因为其电路结构简单，易于定位和控制。但要调节增益必须手动调节变阻器，所以考虑将放大倍数设成固定值，以满足题目的需要。 2．控制部分 利用单片机，MCU最小系统可由51单片机或其他派生芯片构成。置数键可由0－9这10个数字级几个功能键组成，在软件的控制下，单片机开机后先将预置数输入，在送去显示的同时，送入DA然后等待键盘终端，并做相应的处理。 二：系统总体设计方案 1.总体设计思路 根据题目的要求，我们认真取舍，充分利用了模拟和数字系统的有点，采用单片机控制放大器增大的方法，大大的提高了系统的精密度；采用仪器放大其输入，大大提高了放大器的质量。有篇运放构成的前几高共模输入的仪表差动放大器，对不同的差模输入信号电压进行不同的方大倍数，再经过后即的数控衰减器得到要求放大的倍数的输出信号。每种信号渡江在单片机的算法控制下得到最合理的前几放大和后即衰减，一是信号放大的质量最佳。 课程设计报告 题目：由集成运放和晶体管组成的OCL 功率放大器的设计 学生：郭二珍 学生学号：1008220107 系别：电气学院 专业：自动化 届别：2015年 指导教师：廖晓纬 电气信息工程学院制 2014年3月 OCL功率放大器的设计 学生：郭二珍 指导老师：廖晓纬 电气学院10级自动化 1、绪论 功率放大器(简称功放)的作用是给音频放大器的负载R L(扬声器)提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能地小，效率尽可能高。 OCL是英文Output Capacitor Less的缩写，意为无输出电容的功率放大器。采用了两组电源供电，使用了正负电源。在输入电压不太高的情况下，也能获得较大的输出频率。省去了输出端的耦合电容，使放大器的频率特性得到扩展。OCL功率放大器是一种直接耦合的功率放大器，它具有频响宽、保真度高、动态特性好及易于集成化等特点。性能优良的集成功率放大器给电子电路功放级的调试带来了极大的方便。集成功率放大电路还具有输出功率大、外围元件少、使用方便等优点，因此在收音机、电视机、扩音器、伺服放大电路中也得到了广泛的应用。 功率放大器可分为三种工作状态：(1)甲类工作状态Q点在交流负载的中点，输出的是一种没有削波失真的完整信号，但效率较低。(2)乙类工作状态Q点在交流负载线和IB=0输出特性曲线的交界处，放大器只有半波输出，存在严重的失真。(3)甲乙类工作状态Q点在交流负载线上略高于乙类工作点处，克服了乙类互补电路产生交越失真，提高了效率。 因此，本设计可采用甲乙类互补电路。 2、容摘要 本设计中要求设计一个由集成运放和晶体管组成的OCL功率放大器。在输入正弦波幅度Ui等于200mV，负载电阻R L等于8Ω的条件下最大输出不失真功率P o≥2W，功率放大器的频带宽度BW≥80Hz~10KHZ 功率放大电路实质上是能量转换电路，它主要要求输出功率尽可能大，效率尽可能的高，非线性失真尽可能要小，功率器件的散热较好。 本设计选用的是双电源供电的OCL互补推挽对称功放电路。 此推挽功率放大器的工作状态为甲乙类，其目的是为了减少“交越失真”。 由于两管的工作点稍高于截止点，因而均有一很小的静态工作电流I CQ。这样，便可克服管子的死区电压，使两管交替工作处的负载中电流能按正弦规律变化，从而克服了交越失真。 OCL互补推挽对称功放电路一般包括驱动级和功率输出级，前者为后者提供一定的电压幅度，后者则向负载提供足够的信号频率，以驱动负载工作。 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。 《电子线路》课程设计 设 计 报 告 题目：程控放大器的设计 班级: 电子工程 姓名: XXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师: XXXXXX 2012年6月 摘要 本次课程设计的目的是通过设计与实验，了解实现程控放大器的方法，进一步理解设计方案与设计理念，扩展设计思路与视野。 对微弱信号的程控放大，传统的方法是采用可软件设置增益的放大器如芯片，但该类放大器价格较高且选择档位较少。采用数字电位器或者模拟开关和AD 组成的多档位、低成本的程控放大器可克服以上缺点，但是模拟开关具有较大的噪声且存在偏置电阻，精度不高使用D/A 内部电阻实现可变电阻也是较为常用的方法，利用DAC 内部精密电阻网络作为运放的反馈电阻提高了放大精度，但这种方案难以实现连续调节。 关键字：程控放大模拟开关DAC 目录 一、内容提要....................... 错误!未定义书签。 二、设计任务和要求................. 错误!未定义书签。 三、总体方案选择的论证............. 错误!未定义书签。 四、单元电路的设计、元器件选择和参数计算错误!未定义书签。 五、绘出总体电路图，并说明电路的工作原理错误!未定义书签。 六、组装与调试，内容含：........... 错误!未定义书签。 七、所用元器件的编号列表。......... 错误!未定义书签。 八、设计总结：..................... 错误!未定义书签。 九、列出参考文献................... 错误!未定义书签。 程控放大器设计 一、内容提要 随着计算机的应用，为了减少硬件设备，可以使用可编程增益放大器（PGA:Pmgrammable Gain Amplifier)。它是一种通用性很强的放大器，其放大倍数可以根据需要用程序进行控制。采用这种放大器，可通过程序调节放大倍数，使A/D转换器满量程信号达到均一化，因而大大提高测量精度。所谓量程自动转换就是根据需要对所处理的信号利用可编程增益放大器进行倍数的自动调节，以满足后续电路和系统的要求。可编程增益放大器有两种——组合PGA和集成PGA。 二、设计任务和要求 设计和实现一程控放大器，指标要求： 1、增益在10～60dB之间，以10dB步进可调； 2、当增益为40dB时，－3dB带宽≥40kHz. 3、电压增益误差≤10％； 4、最大输出电压≤10V。 注：不可用专用集成块！ 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： 大功率功率放大器电路设计 大功率功率放大器电路设计 一. 设计理念及实现方式 (1)能推4Ω、2Ω等双低音的“大食”音箱以及专业类大粗音圈的各类专业箱。 (2)要省电、噪声小，发热量小。 (3)音质要好，能适合家居使用和专业使用。 第一点的实现就是要有大的推动功率。由于目前居室客厅面积有不断扩大的趋势，100W ×2以下功放已显得有些“力不从心”，所以本功放设计为4ΩQ 时360W ×2，2Ω时720W ×2。 第二点的实现就是电路工作在静态时的乙类小电流，靠大水塘级电容和电阻进行滤波降噪，使功放级噪声极小。而电路的工作状态又决定了电路元件的发热量很小，与一般乙类电路相当。配备的大型散热系统是为了应付连续大功率、低阻抗输出时的安全、可靠。 第三点的实现是本功放板的主要目标。目前公认的是：甲类、MOS、电子管音质好，所以本功放要达到甲类、MOS、电子管的音质。 二.大功率输出的实现 要实现大功率，首先是电源容量要大。本功放配置的电源是在截面积为35mm ×60mm的环形铁心上绕制的环牛。一次侧为1.0mm线绕484圈，二次侧为1.5mm双线并绕100圈。 整流为两只40A全桥做双桥整流，滤波为4只47000 uF电容 2只2.7kΩ电阻并接在正负电源上，使电压稳定在±62V。如电压过高可减小电阻到2.2kΩ，过低可加大电阻到3kΩ，功率用3W以上的。 除电源外，要实现大功率输出，特别是驱动“大食”音箱，要求功放输出电流能力要强，本功放每声道选用6对2SD1037管做准互补输出，可驱动直流电阻低达0.5Ω的“大食”音箱。所以4Ω时360W×2、2Ω时720W×2是有保障的。 三. 甲类、MOS、电子管音质的实现 目前人们公认的甲类、MOS、电子管的音质最好，所以本功放电路设计动态时工作于甲类的最佳状态，偏流随信号大小而同步增减，所以音质是有技术保障的。而在此工作状态下，即使更换几只一般的MOS管，对音质的提高也不明显。下面给出其原理图，如图1所示。从图1上可见到本原理图相当简洁，比一般乙类或甲乙类准互补电路还节省元件。而通过在电路板上改变一只电阻的接法就可方便地在本电路与准互补乙类或甲乙类之间变换。 四.绿色环保概念的实现 对本功放来说，实现低耗电、低噪声污染、低热辐射污染是通过以下措施实现的： (1)本功放空载时只有小电流级工作，而功率管基极电压只有0.45V，基本上是截止的，所以比一般乙类耗电少，属节电型功放。 通用可变增益放大器（B题） 摘要 本着简单、准确、可靠、通用的原则，采用了分级设计匹配互连的思想。本放大器系统分为前级放大部分、增益放大与控制电路部分、档位控制部分、后级稳压输出部分四部分。全系统采用单一的模拟电路方式，通过前级放大部分获得所需输入电压、输入阻抗等重要参数；通过拨码开关连接的反馈电阻进行精密全局控制，获得20dB至40dB之间分辨力不低于0.1%的可变增益范围；通过档位控制部分电路实现四个档位增益值转换，在衰减电路的作用下得到三个档位的增益值，即—20dB至0、0至20dB、20dB至40dB；最后通过后级稳压输出部分获得输出幅度不低于±8V的输出电压，此部分电路包括抑制零点漂移的调零电路。通过验证，本系统可以对输出电压数值的漂移，零点漂移等不良影响进行有效地抑制和降低。通过全面的调试和测量，使得本系统基本满足题目的基本部分和发挥部分的要求并融入了自己的创新思想，设计出了一个可控范围大、输出幅度高、稳定性好、抗干扰能力强、幅频特性好的通用可变增益放大器。 目录 摘要 (2) 目录 (3) 一、方案论证与比较 (4) 1、前级放大部分 (4) 2、增益放大与衰减控制电路 (4) 3、后级电压输出 (5) 二、系统设计 (5) 1、总体设计思路 (5) 2、主要电路原理分析与计算 (6) 2．1、前级放大电路 (6) 2．2、增益放大与控制电路 (6) 2．3、档位控制电路 (7) 2．4、电压输出电路 (7) 三、系统测试方法与测试数据 (8) 1、测试仪器 (8) 2、测试方法与测试数据 (8) 2．1、测前级放大电路 (8) 2．2、测增益放大与控制电路 (8) 2．3、各级电路调节好后，进行测量和详细记录 (8) 3、测试结果分析 (9) 3．1、测试结果分析 (9) 3．2、误差分析 (9) 3．3、测试心得 (10) 四、总结 (10) 功率放大器的仿真设计 0 引言 各种无线通信系统的发展，大大加速了半导体器件和射频功率放大器的研究进程。射频功率放大器在无线通信系统中起着至关重要的作用，它的设计好坏影响着整个系统的性能。因此，无线系统需要设计性能良好的放大器。而且，为了适应无线系统的快速发展，产品开发的周期也是一个重要因素。另外，在各种无线系统中由于不同调制类型和多载波通信的采用，射频工程师为减小功率放大器的非线性失真，尤其是设计无线基站应用的高功率放大器时面临着巨大的挑战。采用EDA工具软件进行电路设计可以掌握设计电路的性能，进一步有环设计参数，同时达到加速产品开发进程的目的。 功率放大器（PA）在整个无线通信系统中是非常重要的一环，因为它的输出功率决定了通信距离的长短，其效率决定了电池的消耗程度及使用时间。 1 功率放大器基础 1．1 功率放大器的种类 根据输入与输出信号间的大小比例关系，功率放大器可分为线性放大器与非线性放大器两种。属于线性放大器的有A类、B类及AB类放大器；属于非线性的则有C类、D类、E类、F类等类型的放大器。 （1） A类放大器是所有类型功率放大器中线性最高的，其功率元件在输入信号的全部周期内均导通，即导通角为360°，但其效率却非常低，在理想状 态下效率仅达到50%，而在实际电路中，则仍限制在30%以下。 （2） B类功率放大器的功率元件只在输入正弦波之半周期内导通，即导通角仅为180°，其效率在理想状态下可达到78%，但在实际电路中所达到的效 率不会超过60%。 （3） AB类功率放大器的特性介于A类和B类放大器之间，其功率元件偏压在远比正弦波信号峰值小的非零直流电流，因此导通角大于180°但远小于360°。一般情况下，其效率介于30%~60%之间。 （4） C类功率放大器的功率元件的导通时段比半周期短，即导通角小于180°。 其输出波形为周期性脉冲，必须并联LC滤波电路后，才可得到所需要的正弦波。在理论上，C类放大器的效率可达到100%，但在实际电路中仅能 开放实验报告 课题名称程控放大器的设计 学生姓名 系、年级专业信息工程系、11、12级电子信息工程指导教师王少杰 2014年 5 月15日 程控放大器的设计 一．实验目的 1、了解程控放大器原理。 2、掌握在Proteus中进行电子电路设计与仿真方法。 3、学会Proteus虚拟仪器仪表的使用。 二．实验内容 1、在Proteus中，设计基于数字电位器的程控放大器，并进行仿真。 2、在Proteus中利用虚拟仪器仪表测量放大器的技术参数。 三．电路设计 1、程控放大器原理 2、程控放大器电路 3、程序设计 4、仿真结果与分析 5、结论 1、程控放大器电路原理如下： 其工作原理是： 通过单片机的SPI总线来控制数字电位器MCP41010，通过对数字电位器MCP41010写时序能够操作操控MCP41010的阻值大小，进一步控制电路中的电压大小，实现单片机对电路电压的放大与缩小。 四．实验分析 MCP41010是数字电位器MCP41XXX系列中的10K阻值的数字电位器，内部有256个抽头，能够精确地对电压实现放大与缩小，采用低功耗CMOS技术，结口是SPI串行接口，最大INL和DNL误差为1LSB，静态工作电流最大值为1uA，关断功能可断开所有的电阻电路，最大限度的节能功耗，单电源工作（2.7V-5.5V），在上电时抽头复位到半量程（80h），MCP41XXX系列数字电位器分为变阻器模式和电位器模式。本次试验使用MCP41010的变阻器模式，通过对单片机的P1.5，P1.6,P1.7（CS，SI，SCK）三个引脚进行输出控制，利用单片机的计数功能对外部按键（增大，减少）进行计数，单片机内部通过按键数多少对MCP41010时序写入，进一步控制MCP41010的抽头数，来改变电路的电压大小，实现程序控制电压的放大与缩小。 五．仿真结果 仿真开始 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。 电子电路设计实践 设计题目：直流稳压电源设计 系别：电气工程学院专业：电子信息工程 班级：2011级1 班姓名：腾伟峰 学号：201151746 指导教师：张全禹 时间：2013年3月17日 绥化学院电气工程学院 高频功率放大器 1设计要求 1.1 已知条件 +VCC=+12V,晶体管3DG130的主要参数为PCM=700mW，ICM=300mA，VCES≤0.6V，hfe≥30，fT≥150MHz，放大器功率增益AP≥6dB。晶体管3DA1的主要参数为PCM=1W，ICM=750mA，VCES≥1.5V,hfe≥10,fT=70MHz,AP≥13dB。 1.2 主要技术参数 输出功率P0≥500mW，工作中心频率f0≈5MHz，效率η＞50%，负载RL=50Ω。 1.3 具体要求 分析高频功率放大器原理，通过给定的技术指标要求确定甲类功率放大器和丙类谐振功率放大器设计的工作状态和计算出电路中各器件参数，利用电子设计工具软件multisim对电路进行仿真测试，分析电路的特性。 2原理分析 高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器。 利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器，这是无线电发射机中的重要组成部分。根据放大器电流导通角θ的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型的功率放大器。电流导通角θ愈小，放大器的效率η愈高。如甲类功放的θ=180，效率η最高也只能达到50%，而丙类功放的θ< 90o，效率η可达到80%，甲类功率放大器适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。图 1为丙类谐振功率放大器。 图 1 丙类谐振功率放大器 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。 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 实验二集成选频放大器 一、实验目的 1、熟悉集成放大器的内部工作原理 2、熟悉陶瓷滤波器的选频特性 二、实验内容 1、测量集成选频放大器的增益。 2、测量集成选频放大器的通频带。 3、测量集成选频放大器的选择性。 三、实验仪器 1、信号源模块1块 2、频率计模块1块 3、2 号板1块 4、双踪示波器1台 5、万用表1块 6、扫频仪（可选）1台 四、实验原理 1、集成选频放大器的原理图见下图 图2-1 集成选频放大器电路原理图 由上图可知，本实验中涉及到的集成选频放大器是带AGC（自动增益控制）功能的选频放大器，放大IC用的是Motorola公司的MC1350。 2、MC1350放大器的工作原理 图2-2为MC1350单片集成放大器的电原理图。这个电路是双端输入、双端输出的全差动式电路，其主要用于中频和视频放大。 图2-2 MC1350内部电路图 输入级为共射-共基差分对，Q1和Q2组成共射差分对，Q3和Q6组成共基差分对。除了Q3和Q6的射极等效输入阻抗为Q1、Q2的集电极负载外，还有Q4、Q5的射极输入阻抗分别与Q3、Q6的射极输入阻抗并联，起着分流的作用。各个等效微变输入阻抗分别与该器件的偏流成反比。增益控制电压（直流电压）控制Q4、Q5的基极，以改变Q4、Q5分别和Q3、Q6的工作点电流的相对大小，当增益控制电压增大时，Q4、Q5的工作点电流增大，射极等效输入阻抗下降，分流作用增大，放大器的增益减小。 五、实验步骤 1、据电路原理图熟悉实验板电路，并在电路板上找出与原理图相对应的的各测试点及 可调器件（具体指出）。 2、按下面框图（图2-3）所示搭建好测试电路。 长江大学电子系统设计竞赛参赛方案作品名称程控放大器 姓名周健（电气1083）、高秀龙（电气1083） 所在院系电子信息学院 完成时间2011.5.29 程控放大器 摘要：本设计以LF353、ATMEGA16、DAC0832芯片为核心，加以其它辅助电路实现对宽带电压放大器的电压放大倍数、输出电压进行精确控制。放大器的电压放大倍数从0.5倍到127.5倍，以±0.5倍为最小步进可设定增益步进，控制误差不大于5%，放大器的带宽大于200KHz。键盘和显示电路实现人机交互，完成对电压放大倍数和输出电压的设定和显示。 关键字：程控放大器、高精度、控制电压、电压变换、D/A、A/D。 一、系统方案设计与论证 1、方案的比较 程控放大器在信号调整与控制电路具有广泛的用途，如音响设备中音量的控制，电子设备中信号的准确放大，信号处理电路中输出信号的自动稳幅等。 准确程控增益可调放大器的实现方法通常有以下几种方案可供选用。 方案一：利用可程控的模拟开关和电阻网络构成放大器的反馈电阻，通过接入不同的电阻来实现放大器的放大倍数改变，以达到程控增益的目的。 此方案的优点是控制简单，电路实现较为容易。缺点是多路模拟开关使用频率较低，其导通电阻对信号传输精度影响较为明显，漂移较大，输入阻抗不高，对于较为精确的控制其影响难以进行后期修正，切换时抖动引起的误差比较大，切换速度较慢。控制精度增加一位，电阻网络就增加一级，电阻网络的电阻选择也较为困难，很难做到高精度控制。 方案二：利用数字电位器作为放大器的反馈电阻，实现放大器的放大倍数改变。 此方案和方案一原理基本相同，都是通过调节反馈电阻来实现对增益的控制，不同的是选用数字电位器来实现，缺点是数字电位器为了扩大使用电压范围，内部附加了由振荡器组成的充电泵，因而会产生有害的高频噪声,它同样不能满足高精度控制要求。 方案三：利用电流型DAC自身的乘法功能,可以实现程控放大器。此方案实现较为容易，控制精确较高，一般不能做到宽频使用。 方案四：利用新型单片集成电压控制放大器实现程控放大器。 此方案实现也较为容易，控制电路成本较低，使用频率受限于放大器本身。 方案五：利用D／A转换器与仪表放大器一起可组成程控增益放大器。 该方案电路简单，增益可调范围大，稳定性好，性价比高，其增益由输入数字量控制，电路很容易和计算机或单片机相连，组成自动测试系统。 2、方案确定 分析上述五种方案的优缺点，在满足要求的条件下，方案五具有更大的优越性和灵和性，因此我们采用D／A转换器与仪表放大器一起可组成程控增益放大器。 二、放大器的基本原理 1、D/A转换器原理 窄带选频放大器 课题名称:窄带选频放大器课程设计说明书 设计题目： 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 起止日期： 1.摘要： 设计目的：熟悉窄带频率放大器的设计方法、以及低通滤波器的工作原理、使用方法，并掌握还带选频放大器的工作原理。 本设计系统采用uA74型高增益运算放大器以及2CP11整流二极管。以u741为主要核心部件，由可控电位器R1,R2实现频率的变化，实现窄带选频放大器选择2KHz频率信号，并通过2CP11普通整流二极管实现波形的整形，通过由u741构成的RC低通滤波器后，最终获得2KHz频率信号经过放大后的直流信号。 实验方法可行，结果得到较为平整的输出波形。 2.关键词：窄带滤波器，u741型运放，RC低通滤波器 3.引言： 3.1.元器件的参数及选用 3.1.1UA741AN双列直插8脚式封装 UA741中文资料 uA741M，uA741I，uA741C（单运放）是高增益运算放大器。输入 电压±18V，允许功耗500mW. uA741M，uA741I，uA741C芯片引脚图和工作说明： 1和5为偏置(调零端)，2为正向输入端，3为反向输入端， 4接地，6为输出，7接电源 8空脚 3.1.2普通整流二极管2CP11 参数：反向击穿电压50V;正向电流0.1A;正向压降1V;反向电流5μA; 4. 总体方案设计 4.1. 方案：采用UA741AN 为核心部件，信号通过前级放大控制增益系数， 因要求没有严格限定放大倍数，对于低频取10倍左右并由选频网络滤除2KHz 意外的信号频率，并用二极管产生的半波整流信号，通过后级放大再由低通滤波器滤除其余分量实现要求。其原理框图1 该方案电路设计简单灵活，器件需求小，且易于系统的扩展和计算。 5. 模块电路设计与计算 5.1. 放大环节和选频网络模块。 5.1.1. 放大电路部分 采用UA741AN 高增益运算放大器，构成反向放大电路。通过对R2电阻的调节实现增益的控制，在输入信号比较小的时候可以采用较高增益，增益公式为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)
音频功率放大器设计详解
程控放大器的设计与实现
程控放大器的设计
OCL功率放大器的设计报告
AD603程控增益调整放大器
程控放大器设计报告
电子综合课程设计题目资料
大功率功率放大器电路的设计
通用可变增益放大器
功率放大器的设计
程控放大器的设计
集中选频放大器概述教案.
功率放大器设计(DOC)
程控增益放大器_电子技术基础课程设计
窄带选频放大器
集成选频放大器实验
程控放大器的设计方案
窄带选频放大器
相关主题
文本预览