无线数控脉冲信号放大器设计【文献综述】

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1、毕业设计文献综述通信工程无线数控脉冲信号放大器设计摘要：设计一种用于血液分析仪中小信号脉冲放大的无线数控放大器。该无线数控放大器由两部分组成：无线控制端和数控放大节点。无线控制端由单片机和无线收发模块组成，单片机控制无线收发模块发送数据。数控放大节点由单片机、无线收发模块和放大电路组成，以单片机为核心，控制无线收发模块接收数据并利用接收的数据控制放大电路的放大倍数。经实验数据验证，本数控放大器的通频带为120Hz~500KHz，根据输入脉冲信号的大小，放大倍数在800~3000数控可调。关键字：无线；数控；单片机。引言随着科技的发展，人们

2、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，可能只有mV级别，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[1]，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浮颗粒在

3、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，对小脉冲信号

4、进行放大，以满足处理需求。放大器的分为三级，总体增益1500~3000倍可调。检测过程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[2]。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，需要将设备外壳拆下进行调节。我们可以通过数控的方式改变放大器的放大倍数，这样，用户可以通过仪器外部的按键即可进行调节。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。但使调节更加方便，完全可以使数控的精度

5、达到设备的要求。主题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[3]和无线传输模块实现远程控制，这使得调节更加方便，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。该脉冲放大电路由三部分组成：前置放大，第二级放大，第三级放大。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。固第一级需采用一定的措施来抑制噪声[8]。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，放大倍数在2.5倍左右，且在放大器的反馈中引入温

6、控电阻，使得仪器可以根据外接温度自动调节放大倍数。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6~12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控增益放大器[5]。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

7、，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2，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[6]，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,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

8、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2、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C8051