可控放大器的设计与应用

《可控放大器的设计与应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、万方数据2009年2月第28卷第1期重庆文理学院学报(自然科学版)JournalofChongqingUniversityofArtsandSciences(NaturalScienceEdition)Feb．，2009VoL28No．1可控放大器的设计与应用。李冬(无锡T艺职业技术学院机电工程系，江苏宜兴214206)[摘要]根据放大器增益可设置和低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器的通带、截止频率等参数可设置的设计要求，有效地利用各种功能的集成芯片(利用两片单片机(AT89C51)作为控制核心，放大电路部分采用INA217芯片，输入信号由INA217放大)，使得电路放大倍数精确

2、、易控制、抗干扰能力强、调节范围大．显示和按键部分采用了液晶实时显示和触摸屏设置构成人性化的人机界面，使操作更加方便．[关键词]放大器；LMFl00滤波器；DDS芯片；单片机[中图分类号]TP27l[文献标识码]A[文章编号]1673—8012(2009)01一0045—03随着电子技术的飞速发展，越来越多的各种功能的集成芯片问世．如何将各集成芯片更有效地利用起来，将是我们不断研究的重点．设计出一种要求放大器的增益可设置，低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器的通带、截止频率等参数可设置的可控放大器，既是科技的创新需要。又能满足社会发展的应用需要．随着集成电路和单片机技术的发展，已可

3、以制作可控放大器。产品设计的人性化及实用性也是用户十分关注的¨j．设计出一种电路放大倍数精确、易控制、抗干扰能力强、调节范围大，显示和按键部分能够采用液晶实时显示和触摸屏设置，构成一种人性化的人机界面、操作方便、显示内容丰富的放大器显得非常有必要怛1．下面将以此为目标进行设计．1设计要求1)放大器输入正弦信号电压振幅为lOmV，电压增益为40dB，通频带为100Hz～40kHz，放大器输出电压无明显失真．2)滤波器可设置为低通滤波器，其一3dB截止频率．疋在1～20kHz范围内可调，调节的频率步进为1kHz，2fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB，RL=1kl"／．3)

4、滤波器可设置为高通滤波器，其一3dB截止频率正在1～20kHz范围内可调，调节的频率步进为1kHz，0．鞔处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB，R。=1kl-／．4)截止频率的误差不大于10％．5)有设置参数显示功能．2系统方案确定制作可控放大器，其组成框图如图1所示．要求放大器的增益可设置，低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器通带、频率可设置．_t_予_1放炳山黻嚣If’t设置●囔设置图1系统组成框图1)输入信号放大器方案选择：采用INA217芯片．这是一种高增益、低噪声、低失调的集成仪表放大器，具有较宽的带宽和增益动态响应．采用的是单端输入、闲置端接地，放大倍数可以通过电

5、位器调节以满足放大要求．2)数字电位器电路方案选择：采用X9C103$[收稿日期]2008一12一18[作者简介]李冬(1968一)，女，江苏宜兴人，讲师，主要从事应用电子方面的研究45万方数据芯片，做出增益可数字步进调整的放大器．它是一种固态非易失性电位器，把它用作数字微调的电阻器是非常理想的．3)时钟脉冲信号发生器方案选择：利用单片机控制DDS芯片，构成时钟信号发生器．DDS专用芯片具有控制方便、稳定可靠、分辨率高、灵敏度高、抗干扰强等优点．4)数字滤波电路设计方案选择：LMFl00是CMOS双二阶通用开关电容有源滤波器，由外部时钟精确控制滤波函数，可构成各种带通、低通、高通

6、、限波和全通配置．LMFl00滤波器可允许的最大时钟频率(fclk)是3．5MHz，时钟频率与中心频率的比值有两种：50：1和100：1．3硬件设计根据设计要求结合以上方案综合确定的硬件系统原理框图如图2所示．可控放大器的核心部分是LFMl00数字滤波电路和INA217放大电路．我们采用了频率合成专用芯片DDS(AD9851)．DDS产生时钟脉冲给LMFl00滤波器提供外部时钟，数字电位器9C103使输出的幅度达到第一项的部分技术指标电压能够发挥．显示部分是采用128×64点阵液晶显示器以及触摸屏输人模式，具有良好的人机界面，操作方便．图2硬件系统原理框图3．1INA217信号放

7、大电路INA217信号放大电路如图3所示．该电路是高增益、低噪声、低失调的集成仪表放大器电路，它具有较宽的带宽和增益动态响应．本系统采用的是单端输入，闲置端接地，放大倍数可以通过电位器调节以满足放大要求．囤3INA217信号放大电路3．2LMFl00开关电容滤波器电路LMFl00是CMOS双二阶通用开关电容有源滤波器，由外部时钟精确控制滤波函数，可构成各种带通、低通和高通模式．由此设计的LMFl00开关电容滤波器电路如图4所示．46其中电阻的选择按照以下步骤进行：1)电压增益为4