无线数控脉冲信号放大器【开题报告】

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1、毕业设计开题报告通信工程无线数控脉冲信号放大器一、选题的背景与意义随着科技的发展，人们可以运用各种仪器对生活中的各种事物进行分析，大到宇宙中的星球，小到细胞，甚至原子。各种分析信号可利用传感器等设备采集，但采集的信号强度往往很小，需要达到一定的强度才能满足仪器的处理需求，比如数字化等。中间避免不了信号放大过程。20世纪90年代以来，随着各种高新技术在血液分析仪中的应用，使其检测原理不断完善，检测水平不断提高，测量参数不断增加，各种类型的血液分析仪已在国内外各医院广泛使用，但检测精度至关重要。其中检测原理之一就是电阻抗法，电阻抗法计数原理（如图1所示）是血细胞非传导性的性质，以对电解质溶液中悬

2、浮颗粒在通过计数小孔时引起的电阻变化进行检测为基础，进行血细胞的计数和体积测定。在等渗电解质溶液（稀释液）中有一个用于细胞计数的小孔管，其内侧充满了稀释液，并有一个内电极，其外侧细胞悬液中有一个外电极，小孔两侧的电极之间有稳定的电流。细胞为相对不良导体，其导电性质比稀释液低，当有一个细胞通过小孔时，电极之间的直流电阻就发生变化，于瞬间引起了电压变化而出现一个脉冲信号。脉冲的数量与细胞的数量成正比，脉冲的高度与细胞的体积成正比。图1、电阻抗法计数原理图但输出的脉冲幅值处于mV级别，过小，不利于后续数据的处理，固在输出端加了脉冲放大电路，放大器的分为三级，总体放大倍数大致为6000左右。检测过程

3、中放大器的放大倍数过大过小都会影响检测精度，所以需要根据实际情况调节放大器的放大倍数，传统的调节方式是利用可调电位器作为放大器的反馈电阻，通过改变电位器的阻值从而改变放大器的放大倍数。虽然这种调节方式的放大倍数连续可调，精度高，但是调节麻烦。我们可以通过数控的方式改变放大器的放大倍数，虽然数控方式导致放大倍数不能连续可调，精度没有前者高。但使得调节更加方便，完全可以使数控的精度达到设备的要求。随着无线技术的不断普及，我们可以将该技术引入到数控方式中，通过单片机和无线传输模块实现远程控制，这使得调节更加方便，而且在遇到人员不方便靠近的情况时，无线远程控制就发挥了其优势。二、研究的基本内容与拟解

4、决的主要问题：设计一个脉冲放大器，用于血液分析仪中的检测脉冲放大，便于后续的信号处理。该脉冲放大器分为三级，分别为前置放大、二级放大以及三级放大，其中第三级放大部分采用的无线数控的方式控制放大倍数，以便根据实际情况调节放大电路的放大倍数。系统的整体框图如图2所示：图2、系统整体框图要求：1.放大倍数能够无线控制2.放大倍数为1500~3000倍3.频带宽度为100Hz~500KHz4.能够根据环境温度自动调节放大倍数5.具有良好的屏蔽与抗干扰性拟解决的问题：1.前置放大器的选择。2.二级放大器的选择。3.三级放大器与数控方式的选择。4.无线控制电路的设计。5.系统的放大倍数达到1500~30

5、00倍。6.系统的频带宽度达到100Hz~500KHz。7.解决系统的屏蔽与抗干扰性。三、研究的方法与技术路线：该脉冲放大电路由三部分组成：前置放大，二级放大，三级放大。前置放大是三级中最关键的，要尽可能地抑制噪声，否则在第一级引入的噪声将随着信号一起进入后级放大，可能会导致最后一级放大器噪声限幅。可采用集成运放且放大倍数可达100倍左右。第二级采用集成运放，且放大倍数在30倍左右。第三级是实现数控的关键，传统的调节方式是反馈电阻采用机械电位器，使放大倍数在1-3倍间连续可调。将第三级改造成数控放大器，即可实现整个放大电路的数控，可以采用多种方式实现：（1）、利用数字电位器与运放很容易构成程

6、控增益放大器。其特点是它不仅能实现量程多级变化，实现高的增益分辨率，而且线路非常简单。使用数字电位器可以使智能仪器仪表的参数调整快速、精细、稳定，达到机械电位器达不到的效果。这种方式的分辨率由数字电位器决定。但由于数字电位器本身的滑动抽头个数有限，如X9221，分辨率为7位，而微调需要的精度高，数字电位器的阻值范围及分辨率不够。图3，数控电位器方式框图（2）、利用DAC与高速乘法器级联实现数控，比如AD734是高精度、高速四象限模拟乘法器/除法器，其传递函数为W=X*Y／U+Z，既可以实现两路模拟信号的乘积也可以实现除法，同时还可以通过施加Z路信号调节输出信号的直流漂移，Y为增益控制的分子,

7、U为增益控制的分母，因此实际增益为Y/U,可将双路高精度十六位分辨率数模转换器输出的双路信号，经过放大后送人AD734。由于开环增益的限制，该方式实现的最大增益为60db，增益调节精度高于0.002db，但此方式需要使用双路DAC，且高速乘法器AD734价格较贵，所以在带宽要求不是非常高的场合，不宜采用。图4、模拟乘法器/除法器方式框图（3）、利用DAC与压控放大器数控。DAC采用增强型单片机C8051F33