课程设计（论文）基于AD603的程控放大器.doc

《课程设计（论文）基于AD603的程控放大器.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计（论文）基于AD603的程控放大器.doc（17页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、 本科课程设计 题 目 ： 宽带程控放大器 姓 名 卢少林 学 号 2008130330 院 （系） 物理与信息科学学院电子系 专业、年级 电子信息科学与技术 2008级 指导教师 朱晋 二一一年十月概要本设计是采用AD603可控增益放大器芯片设计的一款高增益，高宽带直流放大器，采用两级级联放大电路了，提高了放大增益，扩展了通频带宽，而且具有良好的抗噪声系数，采用AT89S52芯片控制数模转换(DAC0832芯片)进行程控放大控制，在020MHz频带内，放大倍数在0-40dB之间进行调节，增益起伏为1dB。系统具有键盘输入预置，增益可调和液晶显示，具有很强的实际应用能力。关键词：AD603,A

2、T89S52,DAC0832，宽带直流放大器，程控放大器，高增益放大器 系统方案框图信号输入电路峰值检波电路信号输出电路衰减电路1602液晶显示键盘控制功率放大电路AD603程控放大电路DAC0832模数转换AT89S52电源设计原理： 本设计采用模块化组合而成，共有十个模块，各模块的分析如下所示，采用模块分析的原因是便于检测，容易对系统进行进一步的改进与研究。小信号（10MHz，50mV）从函数发生器进入信号输入，经衰减50倍后被送入AD603进行放大处理，然后送入AD811功率放大外加20欧姆的负载电阻，AD603的放大倍数由单片机AT89S52芯片经过D/A模数转换模块，控制电压转换模块

3、控制，放大倍数有键盘输入，并在1602液晶上显示出来，函数信号发生器输出的信号和系统输出信号分别通过峰值检波电路，将信号的峰值读入单片机中，并在1602液晶上显示出来，以便于验证实验的正确性。信号输入衰减电路由于函数信号发生器产生的小信号经过信号线输出到电路输入端的过程中，由于环境干扰可能导致干扰信号的幅度较输入信号的幅度还大，从而导致程控放大器不能正常工作，因此本实验增加了高宽带的衰减电路，衰减幅度是50倍，使函数信号发生器产生较大的信号，经过衰减电路进入系统中，能够有效的减小干扰而使程控放大器正常工作。本实验采用OPA642芯片作为衰减电路的核心，OPA642具有高宽带，抗干扰能力强等优点

4、，能够很好保证电路的性能指标。AD603程控放大模块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。 以下是AD603芯片引脚功能图AD603的三种模式模式一：将VOUT与FDBK短路，即为宽频带模式（90MHz宽频带），AD603的增益设置为-11.07dB+31.07dB. 模式二：VOUT与FDBK之间外接一个电阻REXT，FDBK与COMN端之间接一个5.6uF的电容频率补偿。根据放大器的增益关系式，选取合适的REXT，可获得所需要的模式一与模式三之间的增

5、益值。当REXT=2.15千欧时，增益范围为-1+41dB。 模式三：VOUT与FDBK之间开路，FDBK对COMN连接一个18uF的电容用于扩展频率响应，该模式为高增益模式，其增益范围为+8.92+51.07dB，带宽为9MHz.本设计采用模式二 增益G(dB)与控制电压VG之间的关系为：GdB）=40VG+Goi（i=1,2,3），其中VG=VGPOS-VGNEG（单位为伏特），Goi分别为三种不同模式的增益常量：GO1=10dB，GO2=1030dB（由REXT决定，当REXT=2.15千欧时，GO2=20dB），GO3=30dB。本试验采用模式二，即控制电压控制在-0.5V+0.5V之

6、间，就能保证放大器放大倍数在0dB40dB之间连续可调，根据程序设计，可以保证放大倍数最小步进为0.1dB。上图为基于AD603的可控放大器的原理图AD811功率放大模块功率放大电路采用了OPA690射级跟随器与AD811射频功放芯片构成，OPA690是高宽带的功率放大器，其组成的射级跟随器能有效的将后级电路与前级电路进行隔离，且具有500MHz的带宽，足以放大本实验所要求的范围（020MHz带宽），AD811是应用与视频处理上的视频功率放大器，在放大倍数为1的情况下，能保持140MHz的带宽，能驱动150欧姆的负载电阻起到良好的功率放大作用。CPU-AT89S52控制模块本实验采用的CPU是

7、51系列单片机中的AT89S52芯片，AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程的Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非意失性技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于 常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统 可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中

8、断结构，全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻 辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结， 单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。AT89S52最小系统模块原理图AT89S52控制模块利用外部12MHz的晶振让单片机内部工作，晶振旁边所接的两个小电容是为将晶振的一些杂波进行一个过滤，即起着一个滤波器的作用，能够更好的提高系统的稳定性，其中31脚EA接高电平（+5V）模式,即使用AT89S52芯片内部的ROM，因为本试验不需

9、要使用外部存储器，这样接线便于连接与易于实现，复位电路采用按键即复位的形式，如上图所示，当9脚为高电平的瞬间，单片机复位，即单片机重新开始工作，原来存储在单片机中的内容会消失，复位电路下面采用的电阻是起着一个保护的作用，能够控制电流值而不让单片机损坏。上图所示的最小系统电路是单片机电路中比较成熟的一个电路，具有稳定性好。D/A转换模块D/A转换采用的是DAC0832芯片进行D/A转换，DAC0832输出的信号是电流信号，因此抗干扰能力很强，精度较高，输出电路采用两级OP07构成的后级电路，将电流信号转换为05V的电压信号，第一级OP07采用的是反向放大器，将数字信号值转化为-5V0V的电压信号

10、，第二级OP07电路也采用反向放大电路，将-5V0V电压值转化为05V电压值，以便于后级电路的使用。DAC0832市场上比较常见且较便宜的8位D/A转换芯片，便于集成化与工业生产使用。D/A转换模块原理图控制电压转换模块电压转换模块是将dac0832输出的0+5V电压，转换为能够控制AD603的-0.5V+0.5V电压，主要通过TL431稳压电路产生一个稳定的+2.5V电压，与DAC0832产生的05V电压一起通过OP07构成的差动放大器使减法器输出电压为-0.5V+0.5V，然后将输出的电压通过UA741构成的电压跟随器，防止AD603对电压转换模块进行干扰，而使实验结果出现误差。使电路恰好

11、可以对AD603进行控制，使其放大倍数恰好可以在040dB持续可调，最小分辨率为0.1dB。峰值检波电路模块峰值检波电路利用二极管单向导通性，与电容充电性和与电子串联构成的放电电路，即可将INPUT处的波形峰值检测出来，本实验采用的二极管峰值检波电路所使用的二极管为高频二级管（因所检测信号的频率最高达到20MHz因此不能用一般的普通二极管作为检波），通过检波电路检测出波形的峰值，通过ADC0832模数转换再通过AT89S52对信号峰值进行处理，然后在1602液晶上显示出来。峰值检波电路模块原理图LCD1602液晶显示模块1602字符型液晶是16引脚线的LCD，能够同时显示16*02即32字符（

12、16列2行），1602液晶模块内部的字符发生存储器已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符包括：阿拉伯数字，英文大小写，常用符号等，每个符号有一个固定的代码，代码采用ASCII码编码，在本试验中直接编程即可，1602液晶是通过先选择所要显示字符的位置，然后再将所要显示的字符代码写入以完成一个字符的显示。本实验1602液晶第一行显示放大倍数，第二行分别显示输入信号的峰值与输出信号的峰值。 1602液晶显示模块原理图矩阵键盘放大倍数输入模块4*4矩阵键盘采用下图所示的连接线路，采用行列管理形式，采用单片扫描形式来判断那个键被按下，键盘采用一个第一行的四个键，分别标号为1，2，3号键，1号键按

13、下表示放大倍数（dB）十位加一，2号键按下表示放大倍数（dB）各位加一，三号键按下表示放大倍数（dB）小数位加一，键盘扫描中采用松手检测技术使键盘的灵敏度较高具有一定的实际使用价值。 矩阵键盘模块原理图线性稳压电源模块本实验所使用到的电源为+5V,-5V,+12V,-12V的电压，因为采用的电源比较多，市场上所提供的电源很难驱动，因此本实验采用7805，7812，7905，7912自己设计构成的线性稳压电源，能够提供足够的电压与电流来保证本试验的进行。经过试验的验证本电压稳定性好，在小信号020MHz的带宽中能保证试验的效果，而不会因为电源而带入干扰而使输出信号波形发生变化。本电源先通过变压器

14、将220V的交流电降压为15V的交流电，然后通过整流二极管进行整流，随后通过电容滤波器与稳压器（7805，7812，7905，7912）最后输出电压还要通过多级滤波电路（原理图上只画了一个），以保证输出的直流电压稳定而不含有高频分量，以免对试验产生干扰。 线性稳压电源模块原理图试验结果： 本实验实际输入小信号为50mV,020MHz,键盘控制放大倍数为040.0dB，最小0.1dB可调，放大倍数为40.0dB时，输入信号频率为15MHz，通过峰值检波电路，输出信号为120mV,输入信号检测为58mV,用示波器测量的输入信号为55mV，输出信号为114mV，因为自制峰值检波电路有一定的误差，但是

15、基本上符合试验要求。自制线性稳压电源通过示波器进行测量时，+5，-5，+12，-12四档电压时纹波大约为100mV，稳定性良好，保证了实验的正常运行。总体来说本试验结果达到了预期的目标。参考文献： 电子技术基础（数字部分 第五版）阎石 高等教育出版社 电子技术基础（模拟部分 第五版）康华光 高等教育出版社 集成电路原理与应用（第二版） 谭博学，苗汇静 电子工业出版社 单片机应用实践教程 郑阿奇 电子工业出版社 C语言程序设计 谭浩强 清华大学出版社单片机原理及应用 杨恢先 黄灰先 国防科技大学出版社单片机C语言应用100例 王东峰编著 电子工业大学出版社元件清单AT89S52单片机 1片ADC

16、0832 2片DAC0832 1片OPA642功放 2片OPA690功放 1片AD811视频功放芯片 1片电阻,电容，发光二极管 整流二极管 若干按钮开关 若干1602液晶 1片OP07功放 3片UA741功放 1片 导线 若干万能板 2块 变压器（220V20V） 1个7805，7905，7812，7912 各1个TL431 稳压二极管 1个上图为基于AD603的可控放大器的实物图附录：系统全部程序#include#includesbit rs=P20;sbit rw=P21;sbit e=P22;sbit busy=P07;sbit ds=P23;sbit sh=P24;sbit st=P

17、25;unsigned char a=sheji dasai;unsigned char num;void delayms(unsigned char m)unsigned char i,j;for(i=0;i100;i+) for(j0;j-);bit bussy(void)bit result;rs=0; rw=1; e=1; _nop_(); _nop_(); result=busy; e=0; return result;void write_com(unsigned char x)while(bussy()=1);rs=0;rw=0;e=0;_nop_();P0=x;_nop_();

18、_nop_();e=1;_nop_();e=0;void write_date(unsigned char y)while(bussy()=1);rs=1;rw=0;e=0;P0=y;_nop_();_nop_();e=1;_nop_();e=0;void inint_1602() write_com(0x38);write_com(0x0c);write_com(0x06);void display()unsigned char i;write_com(0x80);for(i=0;i11;i+)write_date(ai);delayms(10);void juzhen()P1=0xfe;w

19、hile(P1!=0xfe)delayms(10);while(P1!=0xfe)switch(P1)case 0xee: num=1; break;case 0xde: num=2; break; case 0xbe: num=3; break; case 0x7e: num=4; break;while(P1!=0xfe);P1=0xfd;while(P1!=0xfd)delayms(10);while(P1!=0xfd)switch(P1)case 0xed: num=5; break;case 0xdd: num=6; break; case 0xbd: num=7; break; c

20、ase 0x7d: num=8; break;while(P1!=0xfd);P1=0xfb;while(P1!=0xfb)delayms(10);while(P1!=0xfb)switch(P1)case 0xeb: num=9; break;case 0xdb: num=10; break; case 0xbb: num=11; break; case 0x7b: num=12; break;while(P1!=0xfb);P1=0xf7; while(P1!=0xf7)delayms(10);while(P1!=0xf7)switch(P1)case 0xe7: num=13; brea

21、k;case 0xd7: num=14; break; case 0xb7: num=15; break; case 0x77: num=16; break;while(P1!=0xf7); void delay()unsigned char i,j;for(i=0;i100;i+)for(j=0;j100;j+); void onebyte(unsigned char n)unsigned char i;for(i=0;i8;i+)sh=0;ds=n&0x80;n8)x=0;else x+; if(num=2)if(y8)y=0;x+;else y+;if(num=3)if(z8)z=0;y

22、+;else z+;write_com(0x81+0x40);write_date(x+0x30);delayms(20);write_com(0x82+0x40);write_date(y+0x30);delayms(20);write_com(0x83+0x40);write_date(.); write_com(0x84+0x40);write_date(z+0x30);delayms(20);write_com(0x85+0x40);write_date(d);write_com(0x86+0x40);write_date(B);num=0;nn=(float)(x)*10)+(float)(y)+(float)(z)/10);mm=(nn*256)/40;sj=(int)(mm);sj=255-sj;if(sj255)x=0;y=0;z=0;mn=255;elsemn=sj;dac_0832(mn); delay();