高精度数字控制放大器设计

1、指导老师：姓 名 ：学 号 ： 系 别 ： 电子信息工程学院专 业 ： 电子信息工程 利用单片机控制高精度受控放大器的放大倍数，在液晶或者LED上形成放大倍数显示。 在应用中，我们常希望输入信号的幅值接近AD的输入电压量程的上限。工程上常采取改变放大器增益的方法对幅值大小不一的信号进行放大。在计算机数据系统中，为实现不同的幅值信号的放大，往往利用程控放大器对幅值大小不一的信号进行放大。程控放大器是根据使用要求由程序控制改变增益的放大器，具有控制方便，线性度高，稳定可靠等优点。 高性能运算放大器应用非常广泛，尤其是小信号放大电路的应用。它涉及的行业很广泛，小到音箱，收音机民用行业，大到卫星、火箭

2、等军用行业。通常我们需要对小信号的波形、频率等参数进行分析。然而现有的设备很难观测这些小信号的参数，这要求我们必须对小信号的幅值进行放大以便于我们对其进行研究。系统设计方案 本系统以STC12C5A60S2单片机为核心，同时采用整流稳压电路、1602液晶显示电路、CD4501模拟开关和双运放TL062组成的反相比例运算放大电路、信号采集电路。系统采用220V的电压供电，通过变压器输出双12V的电压，再通过整流稳压把12V的电压转化为+9V、-9V和+5V三个不同的电压值；通过单片机控制模拟开关CD4051的三个二进控制输入端A、B、C和INH，来改变反馈电阻的阻值，从而实现不同的放大倍数，并通

3、过液晶显示出实际放大倍数；信号采集电路则把输入的信号和输出的信号采集出来，并通过液晶显示出来。 整个系统分为主控电路、LCD1602液晶显示电路、反相比例运算电路、整流稳压电路和信号采集电路五个部分组成。 该芯片为STC12C5A60S2内核8位单片机，兼容Intel等52内核单片机，支持ISP下载，适用于常用检测控制电路。由STC12C5A60S2组成的主控系统原理图由右图所示。图中S7、S8、S9、S10为四个按键，分别为个位加一键、个位减一键、十位加十控制键和十位减十控制键。P3.0P3.2和P3.4P3.6为CD4501控制输入端数据线,P3.3为模拟开关INH输入控制线，P1.1和P

4、1.2为LED灯控制线。当INH输入端“1”时，所有通道截止。控制输入为高电平时，“0”通道被选，反之，“1”通道被选，P0.0P0.7为LCD数据线，P2.5P2.7为LCD控制线。系统采用12MHz外部晶振电路 。 LCD1602显示电路主要用于显示实测放大倍数值、输入信号值和输出信号值。 采用反相比例运算放大电路，通过改变反馈电阻大小来改变放大倍数。P11是信号输入端，P12是信号输出端。 采用桥式整流电路，通过变压器得到双12V电压，再通过整流稳压电路把转化为+9V和-9V和+5V的直流电压。 信号通过采集，在液晶上显示输入的信号峰峰值和输出信号的峰峰值。 高精度控制放大器设计的软件设计主要包括以下四个子程序：信号采集按键扫描液晶显示主程序系统调试 本系统的电路较大，涉及的模块比较多，其中包含整流稳压模块、三极管驱动蜂鸣器模块、反相比例运算模块、单片机最小系统模块、液晶显示模块等，因此对于焊接方面更是不可轻视，庞大的电路系统中只要出于一处的错误，则会对检测造成很大的不便，而且电路的交线较多，对于各种锋利