09年C題實(shí)驗(yàn)報(bào)告要點(diǎn)

1、2009年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽【本科組】寬帶直流放大器（C題）摘 要：本寬帶直放大器使用一片ad8039兩級(jí)前置放大然后經(jīng)過(guò)由VCA810組 成的程控放大電路經(jīng)過(guò) 5M和10M的三階無(wú)源濾波器再通過(guò) AD811精密運(yùn)放和 BUF634緩沖電路接負(fù)載輸出，整個(gè)系統(tǒng)由單片機(jī)通過(guò)鍵盤控制，可以在手動(dòng)與 步進(jìn)放大倍數(shù)之間調(diào)節(jié)，也可以通過(guò)按鍵調(diào)節(jié)5M和10M通道的濾波器，該系統(tǒng)性能指標(biāo)良好，增益可以在066.8dB之間調(diào)節(jié)，在規(guī)定的帶寬范圍內(nèi)幅度波動(dòng) 沒(méi)有超過(guò)1dB,完成了題目的要求。關(guān)鍵詞:前置放大無(wú)源濾波步進(jìn)放大Abstract：The broadband amplifier using a st

2、raight ad8039 two levels of preamplifier and then through a programmable amplifier circuit composed of VCA810 through a 5 m and 10 m of third-order passive filter through AD811 precision op-amp and BUF634 load output buffer circuit, the whole system is con trolled by a sin gle-chip microcomputer by

3、keyboard, can step betwee n magn ificati on and manual adjustme nt, can also use butt ons adjust the filter of 5 m and 10 m cha nn el, the system performa nee is good, can be betwee n 0 66.8 dB gain adjustme nt, amplitude fluctuati ons within the ban dwidth of the provisi ons of no more than 1 dB, c

4、ompleted the topic request.Key Word : pre-amplification Passive filterStep amplification目錄1. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)11.1設(shè)計(jì)要求11.1.1設(shè)計(jì)任務(wù)11.1.2技術(shù)指標(biāo)11.2方案比較與選擇21.2.1可控增益放大方法比較與選擇 21.2.2功率輸出部分方法比較與選擇 21.2.3直流穩(wěn)壓電源方案比較 32. 單元電路設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算 42.1 前置放大模塊 42.2可控增益放大模塊42.3 3dB 截止頻率為 5MHz和10MHz濾波器 模塊 53. 軟件設(shè)計(jì)73.1程序總體流程圖73.2程序清單（見(jiàn)附錄 2）

5、74. 系統(tǒng)測(cè)試74.1測(cè)試儀器74.2測(cè)試結(jié)果85. 結(jié)束語(yǔ)10參考文獻(xiàn)10附錄10附錄1主要元器件清單 10附錄2程序清單111. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)要求1.1.1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)寬帶直流放大器及所用的直流穩(wěn)壓電源。1.1.2技術(shù)指標(biāo)（1）基本要求 電壓增益 代一 40dB，輸入電壓有效值V 20mV。 Av可在040dB范圍 內(nèi)手動(dòng)連續(xù)調(diào)節(jié)。 最大輸出電壓正弦波有效值V_2V，輸出信號(hào)波形無(wú)明顯失真。 3dB通頻帶05MHz ;在04MHz通頻帶內(nèi)增益起伏 1dB。 放大器的輸入電阻50，負(fù)載電阻50_2門。 設(shè)計(jì)并制作滿足放大器要求所用的直流穩(wěn)壓電源。（2）發(fā)揮部分 最大電壓增益

6、代_60dB，輸入電源有效值Vx 10mV。 在代=60dB時(shí)，輸出端噪聲電壓的峰一峰值 Vonpp乞0.3V。 3dB通頻帶010MHz;在09MHz通頻帶內(nèi)增益起伏60dBVimin =1mVV = 10VAv =60dBPO =0.2W(2)-3dB通頻帶010MHzf1 = 2MHzV。! =10Vf2 = 9MHzV02 = 7.23Vf3= 10MHzV03 = 6.68V09MHz通頻帶內(nèi)增益起伏 1dB最大值-10V最小值-7.21V(3)輸出電壓最大電壓有效值乏10VVo = 11.5V(4)提高電壓增益進(jìn)一步降低 輸入電壓提 高放大器的 電壓增益，電 壓增益每提 高2dBV

7、i min = 5mVVo =11VA, =66.8dB(5)可預(yù)置并顯示Av可預(yù)置并顯示Av可連續(xù)調(diào)節(jié)帶寬并顯示帶寬可預(yù)置并顯示5.結(jié)束語(yǔ)本設(shè)計(jì)利用AD8039實(shí)現(xiàn)前級(jí)放大、VCA810實(shí)現(xiàn)可控增益調(diào)節(jié)， 采用三階無(wú)源濾波完成3dB截止頻率為5MHz和10MHz的要求，最后采用 AD811和BUF634實(shí)現(xiàn)功率放大部 分。采用C8051F020單片機(jī)進(jìn)行 DAC、按鍵控制和LCD顯示。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們遇到了很多問(wèn)題，VCA810輸出帶寬不夠、濾波器截止頻率和通頻帶內(nèi)增益起伏不滿足1dB要求、AD811放大倍數(shù)不對(duì)、輸出帶寬過(guò)小、單片機(jī)控制后波形很不好等問(wèn)題。通過(guò)小組成員間的交流討論、

8、仔細(xì)分析最終解決了上述問(wèn)題，但其中AD811輸出帶寬的問(wèn)題還是沒(méi)能得到很好的解決，不能滿足帶寬要求。在這個(gè)過(guò)程中，我們深刻地體會(huì)到共同協(xié)作和團(tuán)隊(duì)精神的重要性，并且也提高了自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。參考文獻(xiàn)1 童詩(shī)白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）M.北京:高等教育出版社,20062 肖看,李群芳.單片機(jī)原理、接口及應(yīng)用一一嵌入式系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)（第二版）M.北京:清華大學(xué)出版社,20103 黃智偉，王彥，陳文光，朱衛(wèi)華.全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練教程（修訂版）M.北京：電子工業(yè)出版社,2010附錄附錄1主要元器件清單(1)C8051F0201片(2)LCD及矩陣鍵盤1個(gè)(3)AD80391

9、片(4)VCA8101片(5) OPA22271片(6) AD8441 片(7) 電容電阻電感若干附錄2程序清單main.c /* *本程序?yàn)閷拵е绷鞣糯笃?。DAC0 控希9 VCA810 (第 3 腳);TXD ( P0.0)控制濾波器的截止頻率是 5MHz還是10MHz (默認(rèn)5MHz);RXD (P0.1)控制VCA810是手動(dòng)調(diào)節(jié)還是以5db步距調(diào)節(jié)(默認(rèn)5db步距調(diào) 節(jié))；Key1: 10MHz;Key2: 5MHz;Key3: 5db步距調(diào)節(jié)；Key4 :手動(dòng)調(diào)節(jié)；*/ #i nclude C8051F020.hsfr16 DAC0sfr16 DAC1=0xD2;=0xD5;#i

10、nclude DataType.h #include init.h #i nclude key.h #i nclude lcd.h sbit sps_0=P0A0;sbit sps_仁P0A1； static int count=0;un sig nedintsample13=0,188,404,613,822,1032,1241,1451,1660,1869,2078,2287,2499;floatsample113=0,0.125,0.250,0.375,0.500,0.625,0.750,0.875,1.000,1.125,1.250,1.375, 1.500;void KeyPress

11、edHa ndler (); /按鍵檢測(cè)函數(shù)void Clear_LCD_all(void);屏幕處理函數(shù)void ma in (void)int i=0;/ Disable watchdog timerWDTCN = Oxde;WDTCN = Oxad;Ini t();LCD_I nit (); /液晶屏初始化 KeyPortnit (); /鍵盤初始化 EA = 1;Clear_LCD_all();sps_0=0; sps_1=0; DAC0=0; coun t=0;while(1)for(i=0;i30000;i+);for(i=0;i30000;i+);KeyPressedHa ndl

12、er ();for(i=0;i30000;i+);for(i=0;i30000;i+);if(sps_0=0)LCD_DispStrAt (帶寬為 5MHz , 1, 1); void KeyPressedHa ndler ()un sig ned char i=0;un sig ned int i_delay=0;switch (KeyScan ()case 1:sps_0=1;LCD_ClearScree n();LCD_DispStrAt (帶寬為 10MHz, 1, 1); break;case 2:sps_0=0;LCD_ClearScree n(); LCD_DispStrAt (

13、帶寬為 5MHz, 1, 1); break;case 3:sps_1=0;LCD_ClearScree n();if(cou nt12)coun t+;DAC0=samplecou ntF0x8000; LCD_DispNumberAt(cou nt, 2, 1);LCD_DispFloatNumberAt(sample1cou nt, 3, 2, 4);elsecoun t=0;DAC0=0;LCD_ClearScree n();break;case 4:sps_1=1;LCD_ClearScree n();DAC0=3339A0x8000;LCD_DispStrAt (手動(dòng),2, 1);

14、LCD_DispFloatNumberAt(2.000, 3, 2, 4); break;case 5:LCD_DispStrAt (KEY05, 2, 1); break;case 6:LCD_DispStrAt (KEY06, 2, 1); break;case 7:LCD_DispStrAt (KEY07, 2, 1); break;case 8:LCD_DispStrAt (KEY08, 2, 1); break;case 9:LCD_DispStrAt (KEY09, 2, 1); break;case 10:LCD_DispStrAt (KEY10, 2, 1); break;case 11:LCD_DispStrAt (KEY11, 2, 1); break;case 1