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第19卷第4期 佛山科学技术学院学报(自然科学版) V o l.19N o.4 2001年12月 Jou rnal of Fo shan U n iversity(N atu ral Science Editi on)D ec.2001文章编号:100820171(2001)0420008203基于I CL7650程控微电流放大器的设计陈国杰,徐志民(佛山科学技术学院物理系,广东佛山528000)摘要:介绍了基于I CL7650程控微电流放大器的设计方法、工作原理以及电路工艺,并给出了部分电路。
该放大器具有量程编程可调、分辨率高、响应快、漂移低、体积小、稳定性好以及价格低廉等优点。
关键词:微电流放大器;运算放大器;I CL7650中图分类号:TM938.33 文献标识码:A在光电流或射线电流测量中,电流信号变化缓慢且非常微弱,一般为10-5～10-15A,甚至更小。
当电流小于10-9A时,用磁电式电流计测量十分困难。
目前常用高输入阻抗静电计管微电流放大器测量,但是静电计管存在寿命短、体积大、稳定时间长以及供电复杂等缺点。
随着高阻抗、高性能运放的出现,研制运放微电流放大器已成为可能。
现用I CL7650运放为弗兰克—赫兹实验测量仪研制的微电流放大器可分辨10-12A电流(国内生产的运放微电流放大器一般测到10-9A),量程编程自动调节,自动校零,不需预热,响应快,漂移低,体积小,稳定性好。
1 微电流测量原理 微电流信号源可以看做内阻非常大的电流源I s,具有接地端的微电流测量原理如图1所示[1]。
对于输入阻抗与放大倍数均为无穷大的理想运放,输出电压V0=-I s R f。
理论上,只要电阻R f取得足够大,即使电流I s很小,也可得图1 微电流放大原理到较大的输出电压V0。
例如,R f=10108,I S=10-11A,则V0=-I S R f=0.1V。
实际上,运放输入阻抗不是无穷大,电阻R f的增大要受到运放输入阻抗的限制。
微安电流放大电路
微安电流放大电路是一种常见的电路设计，它用于放大微弱电流信号，使其变得更加明显和可读。
该电路主要由放大器、反馈电阻和输入信号电阻组成。
其中，放大器是整个电路的核心，其作用是将微弱的电流放大到足够的电平以便进行后续处理。
在微安电流放大电路中，反馈电阻会将放大后的信号反馈回放大器中，以控制电路的整体增益和稳定性，从而实现精确的微安电流放大。
而输入信号电阻则是为了保护放大器，可使用LDO、运放等元件进行调节，以便更好地控制电路的负载。
微安电流放大电路广泛应用于各种领域，如生物医学、通信、气象、环境监测等方面。
其中，生物医学领域中，微安电流放大电路被用于测量微弱的生物电信号，如脑电波、心电图等，从而帮助医生准确地诊断病情，进行治疗。
而在通信领域中，微安电流放大电路作为前级放大器，用于接收微弱的信号，提高通信质量和传输距离。
总之，微安电流放大电路作为一种重要的电路设计，在各种应用场景中均有广泛使用，为各行各业提供了精确的微弱电流放大和信号增益支持。
摘要:本文所介绍的TDA2030立体声BTL音频放大器，具有操作方便,音质效果好，使用一只扬声器就可输出左右音频的特点。
而且，声波传到了人的耳朵,人便有了声音的感觉,不同的声音具有大小不同的音量、高低不同的音讽和发音体所特有的音色。
只要重放的声音保持原来的音位便会使听者获得身临其境的感觉。
这种连音位也能反映出来的声音信号就叫做立体声能把声音信号加以放大并如实地重放出来的电声设备称为音响系统。
关键词:TDA2030、BTL、功率放大器。
一、引言音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域，几十年来，随着生活水平的提高，人们越来越注重视觉，音质的享受。
TDA2030是ETC的一款20W中功率高保真功率放大集成电路，至今还有不少厂家生产出的电脑有源音箱中采用此IC。
在大多数情况下，增强系统性能，更好的声音效果，是促使消费者购买产品的一个重要因素。
因此设计出实用、简洁、低价格的音频功率放大器是一个发展的方向。
二、音频功率放大器简介2.1 音频功率放大的特点功率放大器的主要任务是不失真地向负载提供足够大的信号功率，以便驱逐负载（如喇叭、记录器等）。
因此它处于多级放大电路的最末一级。
2.2 音频功率放大的指标低频功率放大器的主要指标：①输出功率Po要大；②效率ŋ要高；③非线性失真THD要小；④效率管的散热要好。
2.3功率放大电路工作状态的分类传统的数字语音回放系统包含两个主要过程：（1）数字语音数据到模拟语音信号的变换实现；（2）利用模拟功率放大器进行模拟信号放大，如甲类、乙类和甲乙类放大器。
①甲类放大器甲类放大器的工作点设置在交流负载的中点, 放大管在整个输入信号周期内都导通，有电流流过。
缺点是三极管有较大的静态电流ICQ , 这时管耗PC大, 电路能量转换效率低。
如图2.1所示。
图2.1 甲类放大器它的输出功率Po，电源功耗PD,集电极最大功耗Pcmax和效率分别为：Po=Ec2/2RL PD=2Ec2/RL Pcmax=2Ec2/RL=4Po η= Po/ PD=1/4=25%②乙类放大器乙类功率放大电路的工作点设置在截至区，放大管在整个输入信号周期内仅有半个周期导通，有电流流过。
可编程放大器设计报告作者：潘亮平（20071650）郑侃（20071656）目录摘要------------------------------------------------------------------------------2 一．核心模块的方案论证与比较-------------------------------------------31.1 滤波模块-------------------------------------------------------------- 31.2控制模块----------------------------------------------------------------3 1.3显示模块--------------------------------------------------------------- 31.4自动增益模块-----------------------------------------------------------41.5波形放大模块----------------------------------------------------------4二．方案设计与总体论证----------------------------------------------------4 三．单元电路分析与实现---------------------------------------------------53.1滤波模块---------------------------------------------------------------53.2显示模块-------------------------------------------------------------- 63.3 波形放大模块-----------------------------------------------------------73.4 自动增益模块-----------------------------------------------------------8四．单片机软件设计----------------------------------------------------------94.1软件功能---------------------------------------------------------------94.2 流程图------------------------------------------------------------------9 五．测试结果及分析----------------------------------------------------------9六．设计总结-------------------------------------------------------------------10七．附录------------------------------------------------------------------------117.1 主要元器件清单--------------------------------------------------------117.2 程序清单---------------------------------------------------------------11可编程放大器设计报告摘要本设计主要以DAC0832内部的电阻网络作为核心，利用AT89S52单片机控制所选D/A的电阻网络状态，同时利用两个独立键盘来控制正弦波的放大倍数，并利用四位数码管将其显示出来。
程控放大器的设计与实现摘要本文介绍了一种可通过程序改变增益的放大器。
它与ADC相配合，可以自动适应大范围变化的模拟信号电平。
系统以89S51单片机作微处理器，运用NE5532芯片组成运放电路，采用CD4052芯片担任增益切换开关，通过软件控制开关的闭合或断开来达到改变电路的增益。
文章首先对系统方案进行论证，然后对硬件电路和软件设计进行了说明，最后重点阐述了系统的调试过程，并且对调试过程中遇到的问题以及解决方案进行了详细说明。
该系统设计达到了预期要求，实现了最大放大60db的目的。
关键词程控放大器；运算器放大器；单片机；增益The Design and Realization of Program-Controll AmplifierAbstractThis article introduces a amplifier which changes the gain through the software. It coordinates with ADC and adapts the simulated signal level with wide range change automatically. The system uses the 89s51 SCM as the core. The NE5532 chip composes the operational circuit and the CD4052 chip composes the gain switch. The gain of the circuit is changed by software which can control switch closed or disconnect.The article first demonstrates the system plan, then introduces the hardware and the software, finally explains the debugging process of the system with emphasis. It also especially analogizes the problem in the debugging process and the resolutions. This system design has achieved anticipative request and realized enlarged 60db most greatly the goal.Key wordsProgram-controlled amplifier; operational Amplifier; SCM; gain前言在计算机数控系统中,模拟信号在送入计算机进行处理前,必须进行量化,即进行A/D 转换[ 1 ]。
目录摘要 (1)Abstract. (1)引言 (1)1概述 (1)1.1 系统概述 (1)1.2 总体设计思路 (2)1.3主要技术指标 (3)2单元电路设计 (3)2.1放大电路及其调整 (3)2.2可编程控制单元 (4)2.3显示电路 (6)2.4模数转换电路 (8)3整机电路 (11)4制作与调试 (12)4.1 PCB板的制作 (12)4.2各个功能块的测试 (12)4.3系统测试 (12)结束语 (13)参考文献: (13)附录 (14)可编程放大器的设计摘要：电子技术应用的许多场合都涉及到信号的放大问题。
本文介绍了一种三位可编程放大器的设计方案。
它采用MCS-51系列单片机作为控制核心，控制方便、灵活，电路简单，准确度高，稳定性好，易扩展，因此应用十分广泛。
关键词：编程；放大器；数模转换The Design of Programmable Amplifier Abstract:Application of electronic technology in many occasions are related to the amplification of the signal problem. This paper introduces a three bit programmable amplifier design. It uses the MCS-51 series single-chip microcomputer as the control core, the control is convenient, flexible, simple circuit, high accuracy, good stability, easy to expand, so the application is very extensive.Key words：programming；amplifier；ADC引言在实际生产应用中，常常需要对传感器采集到的信号进行放大处理，因此，放大器的应用十分广泛，从小型仪表到大型电子机械中无所不用，是任何现代电子系统中不可缺少的组成部分。
微安电流放大电路
微安电流放大电路是一种电路设计，能够将微弱的电流信号放大到可测量或可用于其他用途的水平。
这种电路通常用于生物医学、物理实验和其他需要增强电流信号的领域。
微安电流放大电路的核心是一个放大器，它使用负反馈来控制信号放大的增益。
在这种电路中，电流信号被输入到放大器的非反馈输入端，而放大器的反馈路径将一部分输出信号送回到非反馈输入端。
这样做可以使输出信号的增益更稳定和更准确。
放大器的增益可以通过调整反馈电阻来控制。
微安电流放大电路需要高阻抗输入，以避免信号被破坏或失真。
电路中的电阻和电容要精确匹配，以确保稳定的放大和最小的噪声。
微安电流放大电路广泛应用于医疗设备、化学传感器、粒子探测器等领域。
它们可以帮助研究人员获取更准确的数据，进一步推动科学研究的发展。
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可编程微电流放大电路的设计
【摘要】为了使微电流测量时放大倍数可根据实际需要控制，介绍了一种基于可编程放大器lmp8100的微电流测量方法，它适用于变化范围较大的微电流测量。
该放大器具有量程可调节、高分辨率、响应速度快和抗干扰稳定性好以及价格低廉等优点。
【关键词】微电流测量；量程可调节；lmp8100可编程放大器
0.引言
近年来，随着电子技术的飞速发展和研究的不断深入，人们认识自然的方向从宏观世界不断向微观世界延伸，人们对电流和电压精度的要求也不断提高。
为了满足需要，微弱电流的高精度检测在不同的领域得到了非常广泛的应用和推广。
微弱信号检测也随之不断发展成为一门学科，在生物医学工程、物理、化学、材料测试、天文、光电器件以及多种工程应用领域都有广泛的应用。
1.微电流信号的检测
微电流信号的测量通常包括五个步骤，将被测信号依次进行预滤波处理、一级放大、二级滤波、二级放大等操作，得到满意的信号，再进行测量等后续处理。
1.1预滤波处理
通常，人们所需要的有用信号是非常微弱的，几乎湮灭于强大的干扰噪声信号中，测量信号的困难来自于各种干扰。
因此，要检测到该有用的信号，我们需要最大程度地抑制噪声信号。
预滤波处理的作用就是消除夹杂在模拟信号中的高频波成分来
提高测量微弱信号的精确程度。
常见的滤波电路有π型rc滤波，倒l型rc滤波，π型lc滤波，倒l型lc滤波。
1.2微弱信号的放大
显然，对于微弱信号的放大，只用单个放大器难以达到好的效果。
通常，我们处理微弱信号所采取的方法是先用运算放大器将其进行i-v转换，进行第一级放大，然后再进行第二级放大。
1.2.1一级放大
一级放大就是运算放大器将其进行i-v转换。
由于在实际中，运算放大器并不理想，其输入阻抗并不是无穷大, 偏置电流ib也有分流作用。
而被测量的对象是微弱电流信号, 在进行放大时易产生电压和电流失调、零点漂移等现象，从而影响测量精度。
此时普通运算放大器已不能满足要求。
仪用放大器是一种经过优化处理、专门设计的精密差分放大器,它具有很多独特的优势——高共模抑制比、较小的线性误差、高输入阻抗、低噪声、低失调电压和低失调电压漂移，非常适合用于微电流信号的放大。
因此，实验中，我们选择的运放是仪用放大器ina114。
1.2.2二级放大
二级放大采用lmp8100可编程放大器进行小电流放大。
lmp8100可编程放大器是美国国家半导体最近推出的，它具备新增的数字式可编程能力，可实现四个可编程功能：
图1 lmp8100的简化原理图
（1）非反相-增益可在从增益1至16间逐级单位选择。
（2）内部频率补偿可以编程到四个数值中的其中一个。
（3）放大器的输入可以从输入信号脱离并连接到接地，失调电压可被量度。
（4）放大器可以编程到节电模式以将功耗尽量减少。
lmp8100可编程放大器可以通过在编程时设置g0、g1、g2、g3、pd的0、1值来控制开关s1至s16的闭合，得到需要的增益，一个lmp8100的增益可在0至16之间选择。
图2 两个lmp8100串联扩大增益范围
使用一个lmp8100可以将信号放大1至16倍，将两个lmp8100的增益串联在一起，那么可编程的增益范围就扩大到1至256。
图2就是将两个lmp8100串联在一起的实现方法。
因此，我们可以根据实际需要串联更多的lmp8100。
2.电路工艺
测量微弱电流，最重要的任务就是最大限度的抑制噪声，提高信号噪声比。
因此，我们在实验中一定要努力做到以下几点：
2.1合适的原理设计
合适的原理、合适的元件值可以使电路效率大大提高，使噪声降到最低。
2.2根据电路对噪声的要求选用合适器件
尽量使所选择的器件工作在额定状态（如电压、电流、频率等最好在正常合适范围内），以利于减少噪声。
2.3对电路进行合理布局
微弱信号线应尽可能短并加屏蔽；低电平信号线应采用绞线或贴近地线放置；低电平电路和高电平电路避免使用公共的地线；接地线越短越好。
3.结束语
对微弱电流放大采取单片机控制的可编程机制，比常规小信号检测具有更多的优势和特点。
使用lmp8100串联在一起的方法可以实现更大范围的增益，能满足不同的精度需求，非常实用。
【参考文献】
［１］曾庆勇.微弱信号检测.杭州:浙江大学出版社，1996,1～83.
［２］万福君.单片微机原理系统设计与应用.合肥:中国科学技术大学出版社,2001.
［３］蔡明生.电子设计[m].高教出版社,2004.
［４］赫建国,郑燕,薛延侠.单片机在电子电路设计中的应用[m].清华大学出版社,2006.。
