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2014 年湖北省职业院校技能大赛电子产品设计与制 作竞赛样题题目：自动测距、测温仪设计与制作一、 任务 按所附原理图（如图 1、图 2、图 3 所示）完成电路设计、安装，制作一台测距、测温 仪。
1、 根据图 2、图 3 的电路原理图分析电路工作原理，按电子产品设计工艺要求，完成 电路的组装与调试（图 2、图 3 的 PCB 板由组委会提供） 。
2、 根据功能要求和技术指标，利用由组委会提供的元器件完成“电路设计区”的电路 设计，完成“从机”的程序编写（主机程序已固化，不准修改） 3、 绘制图 2“从机电路”和“电路设计区”的电路原理图和 PCB 印制电路板图。
4、 利用组委会提供的机箱完成简单的结构设计，包括电源接口、导线的布局、电路板 放置、开关、按键、液晶屏等机内走线的规划图。
5、 按功能要求，进行程序的编写并结合硬件电路整体联调，达到规定的技术指标。
6、 编写设计文件、生产工艺文件、产品说明书。
二、 功能要求与技术指标 1、 功能要求 (1) 根据元器件清单表，对照电路原理图（如图 2、图 3 所示）和印刷电路板图，将元 器件焊接到印刷电路板上。
(2) 用 USB 线将印刷电路板和 PC 机相连，并安装驱动程序，即将将附件 3 中的“从机 测试代码.HEX”文件烧写到“从机中” ，再将主机串口（COM1）和从机串口（COM2）用杜帮 线相连，能实现按键、液晶、D/A、时钟基本功能。
(3) 主机的代码不用烧写，从机的代码由参赛选手按照设计要求自行编写，从机与“电 路设计区”用串口进行通信，印刷电路板由外电源提供 5V 工作电压， “电路设计区”的工作 电源也由外电源提供。
(4) 通过提供的 2 个按键实现所有功能控制，自主设计区电路开机、关机，以及测距和 测温度的功能转换。
(5) 能够准确测量距离与温度。
(6) 使用主机液晶屏，显示当前工作状态（如：距离、温度） 。
(7) 能通断电路设计区的工作电源。
2014年TI 杯大学生电子设计竞赛题C 题：锁定放大器的设计1．任务设计制作一个用来检测微弱信号的锁定放大器（LIA）。
锁定放大器基本组成框图见图1。
2．要求（1）外接信号源提供频率为1kHz 的正弦波信号，幅度自定，输入至参考信号R (t )端。
R (t )通过自制电阻分压网络降压接至被测信号S (t )端，S (t )幅度有效值为 10μV ~1mV。
（5分）（2）参考通道的输出r (t )为方波信号，r (t )的相位相对参考信号R (t )可连续或步进移相180度，步进间距小于10度。
（20分）（3）信号通道的3dB 频带范围为900Hz ~1100Hz。
误差小于20%。
（10分） （4）在锁定放大器输出端，设计一个能测量显示被测信号S (t )幅度有效值的电路。
测量显示值与S (t )有效值的误差小于10%。
（15分）（5）在锁定放大器信号S (t )输入端增加一个运放构成的加法器电路，实现S (t )与干扰信号n (t )的1:1叠加，如图2所示。
（5分）图2 锁定放大器叠加噪声电路图S (t )n (t )图1 锁定放大器基本组成结构框图信号通道（6）用另一信号源产生一个频率为1050~2100Hz的正弦波信号，作为n(t)叠加在锁定放大器的输入端，信号幅度等于S(t)。
n(t)亦可由与获得S(t)同样结构的电阻分压网络得到。
锁定放大器应尽量降低n(t)对S(t)信号有效值测量的影响，测量误差小于10%。
（20分）（7）增加n(t)幅度，使之等于10S(t)，锁定放大器对S(t)信号有效值的测量误差小于10%。
（20分）（8）其他自主发挥。
（5分）（9）设计报告。
（20分）项 目 主要内容 满分 系统方案 总体方案设计 4理论分析与计算 锁定放大器各部分指标分析与计算 6电路与程序设计 总体电路图,程序设计 4测试方案与测试结果 测试数据完整性,测试结果分析 4设计报告结构及规范性 摘要,设计报告正文的结构、图表的规范性 2总分203．说明（1）各信号输入、输出端子必须预留测量端子，以便于测量。
“放大器类”赛题2.1.1 “放大器类赛题” 历届都有在9届电子设计竞赛中，“放大器类赛题” 除了1994年外，其它每届都有，共有9题：①实用低频功率放大器（1995年A题）；②测量放大器（1999年A题）；③高效率音频功率放大器（2001年D题）；④宽带放大器（2003年B题）；⑤程控滤波器（2007年D 题本科组）；⑥可控放大器（2007年I题高职高专组）；⑦宽带直流放大器（2009年C题）；⑧数字幅频均衡的功率放大器（2009年F题）；⑨低频功率放大器（2009年G题）。
其中：与音频功率放大器有关的有4题。
与宽带放大器有关的有2题。
与直流、低频放大器有关的有3题。
比较历届赛题可以看到，“放大器类”赛题的要求是越来越高，如：在“程控滤波器（2007年D题本科组）”中要求放大器电压增益为60dB，输入信号电压振幅为10mV。
制作“简易幅频特性测试仪”，其扫频输出信号的频率变化范围是100Hz～200kHz，频率步进10kHz。
在“数字幅频均衡的功率放大器（2009年F题）” 中要求：当输入正弦信号v i电压有效值为5mV、功率放大器接8Ω电阻负载（一端接地）时，要求输出功率≥10W。
功率放大电路的-3dB通频带为20Hz～20kHz。
功率放大电路的效率≥60％。
宽带放大器（2003年B题）”中要求3dB通频带10kHz～6MHz，最大增益≥58dB(3dB 通频带10kHz～6MHz，最大输出电压有效值≥6V，数字显示输出正弦电压有效值。
“宽带直流放大器（2009年C题）”中要求最大电压增益A V≥60dB，输入电压有效值V i≤10 mV。
放大器的输入电阻≥50Ω，3dB通频带0～10MHz；负载电阻（50±2）Ω，最大输出电压正弦波有效值V o≥10V。
注意：放大器同时也是各赛题中一个必不可少的组成部分。
2.1.2 常用的一些放大器（包含OP）芯片历届的“放大器类赛题” （包括其他赛题）中使用到的一些放大器（包含OP）芯片有：AD526精确程控放大器ADI公司，AD603，低噪声、90 MHz可变增益放大器.，ADI公司，AD605双通道、低噪声、单电源可变增益放大器，ADI公司，AD620低漂移、低功耗仪表放大器，增益设置范围1～10000 ADI公司， AD783，采样保持电路，ADI公司，AD811高性能视频运算放大器（电流反馈型宽带运放），ADI公司，AD818高速低噪声电压反馈型运放，ADI公司，AD8011 300 MHz、1 mA 电流反馈放大器，ADI公司，AD8056双路、低成本、300 MHz电压反馈型放大器ADI公司，AD8564，四路7 ns单电源高速比较器，ADI公司，AC524/AC525 5~500 MHz级联放大器，teledyne 公司，BUF634，250mA高速缓冲器，TI公司，/cnCA3140单运算直流放大器，Intersil Corporation，HFA1100 850MHz、低失真电流反馈放大器，Intersil Corporation，INA118精密低功耗仪表放大器，TI公司，/cnLF356 JFET输入运算放大器，National Semiconductor Corpora，LM311具有选通信号的差动比较器，National Semiconductor Corpora，LF356，JFET输入运算放大器，National Semiconductor Corpora，LM393电压比较器，National Semiconductor Corpora，LM7171高速电压反馈运算放大器，National Semiconductor Corpora，LM358/LM158/LM258/LM2904双运算放大器，National Semiconductor Corpora，LM2902,LM324/LM324A,LM224/ LM224A四运算放大器，National Semiconductor Corpora，LT1210 1.1A，35MHz电流反馈放大器，linear公司，/product/LT1210 MAX4256，UCSP封装、单电源、低噪声、低失真、满摆幅运算放大器，Maxim公司，MAX912, MAX913单/双路、超高速、低功耗、精密的TTL比较器，Maxim公司，MAX477 ，300MHz、高速运算放大器，Maxim公司，MAX427/ MAX437低噪声、高精度运算放大器，Maxim公司MAX900高速、低功耗、电压比较器，Maxim公司NE5532双路低噪声高速音频运算放大器，TI公司，/cnNE5534低噪声高速音频运算放大器，TI公司，/cnOP27低噪声、精密运算放大器ADI公司，OP37低噪声、精密运算放大器ADI公司，OPA637，精密、高速、低漂移、高增益放大器，TI公司，/cnOPA637，精密、高速、低漂移高增益放大器，TI公司，/cnOPA642高速低噪声电压反馈型运放，TI公司，/cnOPA690，宽带50MHz、电压反馈运算放大器，TI公司，/cnOPA690 高速、电压反馈型运放（大于等于50MHz），TI公司，/cn PGA202KP，数字可编程仪表放大器，TI公司，/cnTHS3091单路高压低失真电流反馈运算放大器，TI公司，/cnTHS3092高压低失真电流反馈运算放大器，TI公司，/cnTL084，JFET 输入运算放大器，TI公司，/cnµA741标准线性放大器，TI公司，/cn以上各放大器IC和OP的更多资料，可以登录有关网站查询得到（以运算放大器的型号为关键词）。
锁定放大器（C题）摘要锁定放大器是利用信号的相位特征：同频且同相的可以通过，同频不同相的则有一定的衰减作用的原理做成的。
锁定放大器最终的输出是直流量，其实质是微弱信号检测。
由于输入的信号S(t)十分微弱，信号被噪声和干扰所淹没，因此首先让该信号经过低噪声前置放大器进行放大，然后经过各类滤波器将干扰和噪声除去。
然后把这路信号送入相敏检波器。
由于S(t)的幅度有效值是10μV~1mV，相差很大，因此对输入信号进行分量程放大。
参考信号送入参考通道后，先进入触发整形模块产生与被检测信号同频率的方波，该模块由放大电路与电压比较器组成。
产生的方波经由FPGA做成的移相电路移相后进入相敏检波器。
相敏检波器（PSD）把从信号通道输出的被测交流信号进行相敏检波转换成直流，只有当同频同相时，输出电流最大。
并且可以通过低通滤波器，其它频率的分量因被转换成频率不为0的交流信号而被低通滤波器滤除。
最终可以得到直流分量。
显示部分采用单片机实现。
经整体测试，证明本项目完成了所有要求。
关键词：微弱信号检测低噪声前置分量程放大FPGA 低通滤波器一、系统方案论证与比较1．移相网络设计因为输出信号与信号的相位差有关，所以必须加入移相网络。
移相是指两种同频的信号，以其中一路为参考，另一路相对于该参考做超前或滞后的移动，即称为相位的移动。
方案一：采用模拟移相法，模拟移相电路其实就是一个全通滤波电路，它的放大倍数A u=（-1+jwRC）/(1+jwRC) （1）写成模和相角的形式为：|A u|=1, φ=180°-2arctan（f/f0）（2）其中f0=1/（2πRC）。
一阶全通滤波器的移相范围接近180度，所以通过设计两级滤波则可使移相范围达到360度。
该方案优点在于可以设定任意的相位。
但不能数控，精度不高。
方案二：采用数字移相方法，数字移相可以在0～180°的范围内调节，由单片机控制相位预值，用FPGA来产生移相后的矩形波。
2014TI杯C题终极资料1 参考信号产生的方法比较与选择参考信号（Reference Signal,RS）,就是常说的“导频”信号，是由发射端提供给接收端用于信道估计或信道探测的一种已知信号。
要产生一定频率范围的正弦波参考信号主要有三种方法：通过C51控制MAX038产生正弦波，或通过C51控制DDS产生正弦波,直接由C51产生正弦波。
三者比较起来，由于单片机直接控制输出正弦波，电路简单便于实现，调试容易，所以在本设计中采用单片机来作为产生参考信号的波形发生器。
2 前端放大器的设计方案一：使用可编程运放PGA202,PGA203通过增益的不同组合实现对输入信号范围1uV～100mV的选择性放大，但是编程比较复杂。
方案二：使用常用运放OPA2335，OPA132的组合通过开关控制实现放大倍数为10，1000,100000的变化，对输入信号范围1uV～100mV分别进行不同选择的放大。
电路设计和使用都比较简单。
两者比较起来，由于后者电路设计和使用都比较简单，所以本设计中采用开关控制对不同信号选择性放大。
3 移相方法比较与选择方案一：数字移相：数字移相可以在4个象限内进行0～89°的调节，合起来即实现了0～360°的移相，由集成芯片控制频率和相位预制，如用CD4046锁相环组成，但是增加了电路的复杂度，成本也很高；方案二：模拟移相：模拟移相电路采用阻容式移相电路。
优点是电路简单可靠，缺点是相角可调范围只有180°，但是可以通过级联的方式使相移范围达到360°。
两者比较起来，由于后者电路简单可靠，所以本设计中采用模拟移相。
4 相敏检波器的方法比较与选择方案一：集成模拟乘法器：模拟乘法器调试复杂，价格较高，且要求保证动态范围大，线性好等，较难实现；方案二：开关式乘法器：开关式乘法器具有价格低廉，基本无需调试等优点，是一种较为实用的相敏检波器。
两者比较起来，由于后者具有价格低廉，基本无需调试等优点，所以本设计中采用开关式乘法器。
目前微弱信号检测仪器，极大部分都是在上述的这些方法指导下设计与研制的，大致可以分下列几类：①锁定放大器——相关检测（相干检测）它是目前最常用的仪器，适于对淹没在噪声背景中的正弦波或方波信号的检测。
它的使用范围之广已遍及各个领域，使用十分普遍。
②取样积分器，多点信号平均器——重复信号的时域平均这种仪器用于淹没在噪声背景中的信号波形的恢复。
测量信噪比的提高，遵守m法则。
取样积分器适于快速信号波形的恢复，多点信号平均器适于低频信号的恢复。
③单道光子计数器，光学多通道分析器（OMA）——离散信号的统计处理方法这两种仪器用于极微弱光的测量。
由于微弱光的量子化，光子流具有离散信号的特征，使利用离散信息处理方法检测成为可能。
单道光子计数器是采用光电倍增管（PMT）作传感器，具有明显单光子峰，采用脉冲甄别计数技术，检测微弱光。
光学多通道分析器（OMA），采用光导摄象管等多路转换器件。
配上微处理器处理，能得到x、y、t三维图像。
具有时间分辨测量的能力，为动力学过程的研究创造了条件。
④计算机处理的方法随着计算机应用范围的扩大，原来在微弱信号检测中一些需要用硬件完成的检测系统，可以用软件来实现。
利用计算机进行曲线拟合，平滑，数字滤波，快速富里叶变换（FFT）及谱估计等方法理信号，提高信噪比，实现微弱信检测的要求。
光电实验的弱信号检测模块包括相关器和锁定放大器实验和多点积分器实验，分别介绍相关接收和同步积累这两种方法。
相关器和锁定放大器实验一、实验目的（1）了解和掌握相关器、锁定放大器工作原理；（2）测定相关器的性能和输出特性；（3）*观察相关器对倍频干扰的抑制作用，观察并测定相关器对倍频干扰的抑制性能；（4）*掌握双相锁定放大器工作原理，并测试双相锁定放大器的输出特性；二、锁定放大器和相关器的工作原理在非电量（如光强、速度、温度、压力等信号）的电测量过程中，需要用传感器把被测物理量转换成电信号即被测信号，送到测量放大器进行处理。
锁定放大器的设计摘要：本系统是基于锁定放大器的微弱信号检测装置，用来检测在强干扰信号背景下已知频率的微弱正弦波信号的有效值，核心是锁定放大器的设计。
该系统由π型衰减网络、加法器、微弱信号检测电路和显示电路组成。
其中加法器和π型衰减网络生成所需微小信号，微弱信号检测电路和显示电路完成微小信号的检测并显示在液晶屏上。
本系统是以锁定放大器为核心，将经衰减网络衰减产生的正弦参考信号经过放大整形后，接着通过由FPGA与MSP430组成的数字移相网络产生相位步进的方波去驱动开关乘法器，最后通过低通滤波器输出直流信号检测出微弱信号，将该直流信号送入单片机处理后，液晶显示出来。
经最终的测试，本系统能较好地完成微小信号的检测。
关键词：微弱信号，可调增益交流放大器，数字移相网络，ADS11181系统方案1.1方案论证与比较1.1.1 微信号交流放大电路方案一：采用固定增益的两级放大电路，第一级40倍，第二级50倍，该增益对于28uv pp-2.8mv pp的微小信号具有较好效果，但当噪声信号混合后，2000倍的放大将会导致部分范围信号截止失真从而无法采集真实的信号有效值，无法达到要求，所以该方案不可行。
方案二：采用增益可调的两级放大电路。
根据题目要求，需要放大的有三种不同的信号S(t),2S(t)及11S(t)。
由于信号大小范围不同，所以选取增益分别为2000和200的放大比，并由播码开关控制反馈电阻的接通从而控制增益，这样所有要求的小信号经放大后均不会出现失真。
方案二相对于方案一具有较好的理论可行性，且能够通过对小信号恰当的放大减小最后的测量误差，能够满足系统要求，故选择方案二。
1.1.2移相网络设计因为检测电路选择了锁相放大器，而移相网络是锁相放大器中的一部分，在此进行分析。
方案一：采用全通滤波器模拟移相电路。
一阶全通滤波器的移相范围接近180度，所以通过设计两级滤波则可使移相范围达到360度。
方案二：采用数字移相方法。
锁定放大器的设计摘要：本系统是基于锁定放大器的微弱信号检测装置，用来检测在强干扰信号背景下已知频率的微弱正弦波信号的有效值，核心是锁定放大器的设计。
该系统由π型衰减网络、加法器、微弱信号检测电路和显示电路组成。
其中加法器和π型衰减网络生成所需微小信号，微弱信号检测电路和显示电路完成微小信号的检测并显示在液晶屏上。
本系统是以锁定放大器为核心，将经衰减网络衰减产生的正弦参考信号经过放大整形后，接着通过由FPGA与MSP430组成的数字移相网络产生相位步进的方波去驱动开关乘法器，最后通过低通滤波器输出直流信号检测出微弱信号，将该直流信号送入单片机处理后，液晶显示出来。
经最终的测试，本系统能较好地完成微小信号的检测。
关键词：微弱信号，可调增益交流放大器，数字移相网络，ADS11181系统方案1.1方案论证与比较1.1.1 微信号交流放大电路方案一：采用固定增益的两级放大电路，第一级40倍，第二级50倍，该增益对于28uv pp-2.8mv pp的微小信号具有较好效果，但当噪声信号混合后，2000倍的放大将会导致部分范围信号截止失真从而无法采集真实的信号有效值，无法达到要求，所以该方案不可行。
方案二：采用增益可调的两级放大电路。
根据题目要求，需要放大的有三种不同的信号S(t),2S(t)及11S(t)。
由于信号大小范围不同，所以选取增益分别为2000和200的放大比，并由播码开关控制反馈电阻的接通从而控制增益，这样所有要求的小信号经放大后均不会出现失真。
方案二相对于方案一具有较好的理论可行性，且能够通过对小信号恰当的放大减小最后的测量误差，能够满足系统要求，故选择方案二。
1.1.2移相网络设计因为检测电路选择了锁相放大器，而移相网络是锁相放大器中的一部分，在此进行分析。
方案一：采用全通滤波器模拟移相电路。
一阶全通滤波器的移相范围接近180度，所以通过设计两级滤波则可使移相范围达到360度。
方案二：采用数字移相方法。
数字移相可由FPGA通过延时实现，即使整形后的方波占空比不是1:1，也可通过FPGA调整延时从而使输出的方波达到精确的1:1占空比，并且可精确实现180°连续可调和任意步进调节，从而为扫相提供精确的相位可变方波。
方案二与方案一相比，虽系统复杂度增加，但却能产生较精准的占空比为1:1的方波，而且可相位调节，步进间隔小且能够自动扫相，相比于模拟电路方法实现更加可靠，故选择方案二。
1.2总体方案论述综上所述，本系统总体框图如图1所示，系统由衰减器、加法器、前置交流放大电路、带通滤波器、同相电路、反相电路、移相器、开关电路和低通滤波器构成；待测信号与噪声信号可经由不同的衰减网络衰减得到，其中由同相放大电路构成的加法器将噪声信号加到待测信号中，送到由交流放大电路、带通滤波、同相、反相、移相、比较和低通滤波器构成微信号检测电路中。
本系统以相敏检波器为核心，将参考信号经过放大整形和数字移相网络后输出的方波驱动开关乘法器，输出直流信号然后通过单片机A/D转换，最后在液晶屏上显示出来。
图1 系统总体框图2 理论分析与计算2.1 锁定放大器原理锁定放大器由信号通道、参考通道、相敏检波器以及输出电路组成，是一种对交变信号进行相敏检波的放大器。
它利用和被测信号有相同频率和相位关系的参考信号作为比较基准，只对被测信号本身和那些与参考信号同频、同相的干扰信号有响应。
所以它能大幅度抑制干扰信号，提取出有用信号。
锁定放大器具有极高的放大倍数，若有辅助前置放大器，增益可达220dB，能检测极微弱信号交流输入、直流输出，其直流输出电压正比于输入信号幅度及被测信号与参考信号相位差。
由此可见，锁相放大器具有极强的抗噪声能力。
它和一般的带通放大器不同，输出信号并不是输入信号的放大，而是把交流信号放大并变成相应的直流信号。
2.2 相敏检波器分析相敏检波器分为模拟乘法器和开关式乘法器，本设计采用开关式乘法器CD4053。
相敏检波器（PSD）的本质其实就是对两个信号之间的相位进行检波，当两个信号同频同相时，这时相敏检波器相当于全波整流，检波的输出最大。
其中图2为相敏检波器的基本框图。
图2 PSD 基本框图工作过程如下：设输入信号为0()cos()s x t V t ωθ=+。
参考输入()r t 时幅度为r V ±的方波，其周期为T ，角频率为02/T ωπ=，根据傅里叶分析的方法，这种周期性函数可以展开为傅里叶级数00011()cos sin m m m m r t a a m t b tωω∞∞===++∑∑ （公式1）可得()r t 的傅里叶级数表示式为1014(1)()cos[(21)]21n rn V r t n t n ωπ+∞=-=--∑ (公式2)1101122(1)(1)()()()cos[(22)]cos(2)2121n n s rs r p n n V V V V u t x t r t n t n t n n ωθωθππ++∞∞==--==--++--∑∑g（公式3）上式右边第一项为差频项，第二项为和频项。
经过LPF 的滤波作用，1n >的差频项及所有的和频项均被滤除，只剩1n =的差频项为2()cos s rp V V u t θπ=（公式4）当方波幅度1r V =时，可以利用电子开关实现方波信号的相乘过程，即当()r t 为1+时，电子开关的输出连接到()x t ；当()r t 为1-时，电子开关的输出连接到()x t -，这时LPF 的输出为2()cos so V u t θπ=（公式5）当经过开关乘法器，角度之差为0时，输出信号最大。
2.3 数字移相网络因为输出信号与信号的相位差有关，所以必须加入移相网络。
移相是指两种同频的信号，以其中一路为参考，另一路相对于该参考做超前或滞后的移动，即称为相位的移动。
由方案论证得，本设计采用数字移相网络。
数字移相网络就是将整形放大后的方波通过FPGA ，检测信号的上升沿并判断MSP430给出的延时控制字，延时一段时间后输出一个高电平，再延时1KHz 方波的半个周期，然后输出一个低电平，一直到检测下一个信号的高电平来临，依此循环，就能输出一个1KHz 的方波，并且通过这种方法，能将方波占空比调整到1:1，在内部通过延时时间不同即可将方波相位延迟调节到360°的相移范围。
3 电路与程序设计3.1 电路设计3.1.1加法器加法器采用高精度、低失调精密放大器OPA277，失调电压低至0.025mv,且具有极高的共模抑制比，能够最大程度地抑制前级噪声，减小对后级的影响。
并且由于失调电压小，它能很好地解决了因失调电压经高倍放大所带来的截止失真的问题，经理论计算与实际测量可达到vo=vs+vn的信号相加效果,电路简单可靠，电路图见附图1。
3.1.2π型衰减网络π型衰减网络分别提供了200，2000,20000倍的衰减倍数，能够将信号进行大幅度衰减，满足题目所要求的28uv pp-2.8mv pp的微弱信号范围，并且提高了所提供的信号的信噪比，能够进一步提高检测微弱信号的能力，电路图见附图2。
3.1.3前级交流放大电路模块由于信号极其微弱易受噪声影响，本设计选用放大器的增益较高、处理频段较低，运放应选取低噪声、低失调的精密运放，同时应考虑增益带宽积合适。
我们采用两级运，放实现前级放大。
第一级选取低噪声、高精度运放OPA228，其噪声电压密度为3/带宽为33MHz。
由于其为电压反馈型运放，增益增大时频宽变窄，用它来构建小信号的高增益放大器，可以较好地抑制噪声，设置增益为50。
同时为避免直流信号对后级影响，输出时进行隔直。
第二级同样选取OPA228，改变反馈电阻的大小从而实现增益分别为4倍和40倍的放大，以满足对于不同大小范围的叠加信号的放大，因为恰当的放大能够很好地提高后级检测直流的精度，放大不当则会出现信号截止失真从而无法获取信号真实大小。
连接方法上电路均采用同相放大接法，其输入阻抗高的特性有利于小信号的提取，并且有效抑制共模干扰，电路图为图3。
3.1.4带通滤波器将低通滤波器与高通滤波器串联，就可以得到带通滤波器，因为输入信号的频率范围为900Hz~1.1K，所以带通滤波器的通带必须包含这个频率范围，带入参数可得带通滤波器电路为附图3。
在设计滤波器时，我们采用了TI专业的滤波器设计软件FilterPro，并将所得电路在TINA中进行仿真及参数修改，以便于实际焊接，电路图为附图3.3.1.5相敏检波器带通滤波器的输出V同时经过同相和反相跟随器后，输入到开关乘法器CD4053；1OUT然后另一路将参考电源V先经过放大整形，接着经过数字移相网络，然后经过方波驱REF动电路即非门，得到方波去驱动CD4053，具体电路为图4。
图4 相敏检测电路3.1.6低通滤波器CD4053的输出最后经过由OPA277构成的可调低通滤波器，该滤波器的R=1MHz，C=1u，算出截止频率为1Hz，能够达到滤波的效果，具体电路见附图5。
图5 低通滤波器3.2 程序设计系统软件设计框图如图4示。
在系统上电之后，程序首先对各个功能模块进行开机初始化，初始化后系统信息通过LCD显示。
扫相方波可以通过键盘设置输出时的相位延迟、扫频范围、扫描时间等信息。
图5 系统软件设计框图3.2.1 测量结果标定为了提高测量精度，除了采用多次A/D取平均以外，还使用加权平均和曲线拟合；对于每次测量值乘以加权系数0.8加上前次采样值乘以权值0.2作为本次测量的结果，=+进行曲线拟合得到标定系数a和b。
最终根据得到利用多次测量的结果按方程y ax b的标定系数结合加权平均的结果计算出最终的测量值，送到液晶显示。
4 测试方案与测试结果4.1测试仪器TDS1002E型60MHz 1GSa/s双通道数字示波器，DG1022 双通道函数信号发生器，数字万用表，SG1773SB3A直流稳压电源，SIGNALTAPII逻辑分析仪，信号线，电脑等。
4.2 测试方案与结果4.2.1带通滤波测试利用RIGOL DG1002信号源产生正弦信号输入测试网络，并用Tektronix TDS 1002示波器的FFT变换功能测试不同频率下的幅度增益。
经过测试输入信号的幅度不会影响输出的频率响应，因此选用输入峰峰值为5Vp-p的正弦波，不断改变输入信号的频率，以观察滤波器的频率响应。
表1 带通滤波幅频测试测试结果分析：由于滤波器的频带较窄，实验室电阻电容精度不够高，微小的电容值误差，电阻误差都会造成与仿真较大的差距，经过测试此滤波器的实际增益为0.96，相对于通带的-3dB点分别为889Hz和1089Hz，与理想的900Hz和1100Hz都相差了11Hz，在题目要求的20％的误差以内，满足题目要求。
