基于单片机的宽带程控放大器(word文档良心出品)

基于单片机的程控放大器设计单片机是一种集成电路，它可以通过编程实现各种功能。

在现代电子技术中，单片机被广泛应用于各种电子设备中，包括程控放大器。

程控放大器是一种电子设备，它可以通过编程实现各种放大器功能，例如音频放大器、视频放大器等。

本文将介绍基于单片机的程控放大器设计。

1. 程控放大器的基本原理程控放大器是一种电子设备，它可以通过编程实现各种放大器功能。

它的基本原理是利用单片机控制放大器的各种参数，例如增益、频率响应等。

通过编程，可以实现各种放大器功能，例如音频放大器、视频放大器等。

2. 单片机的基本原理单片机是一种集成电路，它可以通过编程实现各种功能。

它的基本原理是利用微处理器、存储器、输入输出接口等组成一个完整的系统。

通过编程，可以实现各种功能，例如控制电机、控制灯光等。

3. 基于单片机的程控放大器设计基于单片机的程控放大器设计需要考虑以下几个方面：（1）单片机的选择：选择适合的单片机是设计的第一步。

需要考虑单片机的性能、存储器容量、输入输出接口等因素。

（2）放大器电路的设计：放大器电路是设计的核心部分。

需要考虑放大器的增益、频率响应等参数。

（3）单片机程序的设计：单片机程序是设计的关键部分。

需要编写程序实现放大器的各种功能。

（4）测试与调试：测试与调试是设计的最后一步。

需要对设计的程控放大器进行测试与调试，确保其正常工作。

4. 程控放大器的应用程控放大器可以应用于各种电子设备中，例如音频放大器、视频放大器等。

它的优点是可以通过编程实现各种功能，具有灵活性和可扩展性。

5. 总结基于单片机的程控放大器设计是一种先进的电子技术，它可以通过编程实现各种放大器功能。

设计时需要考虑单片机的选择、放大器电路的设计、单片机程序的设计、测试与调试等方面。

程控放大器可以应用于各种电子设备中，具有灵活性和可扩展性。

352010年7月刊人工智能与识别技术信息与电脑China Computer&Communication1. 引言随着电子技术的飞速发展，对信号处理要求的提升，信号可控放大显示出其重要性。

当输入信号为弱信号的时候，信号处理电路需要具有放大功能。

程控放大器能能够针对输入信号的强弱，选择相应的增益的大小。

在工业设计中非常重要。

2. 系统设计程控放大功能可采用诸多方式完成。

几种主流方案如下：方案1：基本的电压放大器可由运算放大器构成，其增益由反馈电阻与输入电阻之间的比例确定。

基于此原理，可通过程控改变基本运算放大器放大电路中的反馈电阻大小来改变增益。

最为直观的解决方案是由模拟开关选择多路不同阻值的电阻，使相应电阻接入反馈回路中，以达到反馈电阻的变化。

单片机可控制模拟开关的选通，从而达到程控放大的目的。

该方案明显的缺点是增益的变化是非连续的，若要使各级增益更为细化无疑要有庞大的电阻数量和较多的模拟开关。

而且模拟开关的导通电阻将会使放大器增益的精度降低，当反馈电阻较小时该影响尤为强烈。

方案2：在方案1的基础上进行改进，可利用数模转换器内部所具有的电阻网络作为反馈电阻。

电流输出型D/A 芯片的参考电压引脚和电流输出引脚之间等效于一个数控的电阻网络，该网络较为精准和易于控制。

采用该种方案的程控放大器，增益的细分程度取决于D/A 转换器的精度（即位数）。

该方案虽简化了电路的实现，提高了放大器的精度，但仍旧为增益非连续的放大器，对于对增益精度较高的应用仍不适合。

方案3：采用压控放大器。

AD603是一款较为理想的压控放大器，具有低噪声、精密控制的可变增益放大器，外围电路简单，温度稳定性高，适合于本作品的制作。

单片AD603的增益变化范围被限制在40dB ，若想增大该范围只需级联多片该芯片并配合合适的级间耦合电路即可。

该方案简单易行，实现效果好，本作品采用该方案实现程控放大。

3. 电路设计如图1[1]所示，该电路构成了0-40dB 增益可变的放大电路，带宽为30MHz 。

基于单片机的程控小信号放大电路作者：左中华,申铁权,刘晖来源：《软件导刊》2012年第12期摘要：主要研究基于单片机如何实现程控小信号放大电路。

其中心思路是通过单片机扫描按键输入信号并通过数码管显示，再把这个数值作为放大增益作用于运算放大器AD811。

对于这样一个系统，用户可以通过按键来实现自己想要的放大倍数并通过LED数码管表现出来。

采用AT89C51作为微处理器，DAC0832和运放AD811组成的程控放大器作为核心，实现增益连续可调。

关键词：微处理器；程控增益；D/A转换中图分类号：TP301文献标识码：A文章编号：1672-7800（2012）012-0031-030引言随着科学技术的不断发展，对测试系统提出了一系列新的要求。

对微弱前置信号放大电路，有很多新技术。

使其向高准确度、多功能、高可靠性和低价格方向发展。

当前，随着数字化技术的不断发展，各类测量仪表越来越趋于采取数字化和智能化方向的发展。

这些设备一般由前端的传感器、放大器电路和后端的数据处理电路组成。

其中后端数据处理电路通常采用高精度APD 和高速单片机，以保证仪表的精度和速度要求。

对于前端电路，由于传感器输出信号的幅度和驱动能力均比较微弱，必须加接高精度的测量放大器以满足后端电路的要求；另一方面，传感器在不同测试中输出信号的幅度可能相差很多，传统的处理方法是对放大器增加手动档位调节以保证后端的APD 采集输入端的信号在一定幅度内，从而保证整个仪表的测量精度。

1系统总体方案本系统由单片机控制电路、程控放大电路、键盘电路、显示电路及其驱动电路组成。

通过键盘设置增益，显示器显示增益实现人机交互功能。

其中心思想是通过单片控制运算放大器的输入电阻从而实现增益可控。

如图1所示，运算放大器的电压放大倍数为A=-Rf/Ri。

要使增益可变，只要改变Rf或者Ri就可以。

设计思路是用DAC0832代替Ri，DAC0832相当于一个R-2R电阻网络，通过单片机控制其输入，实现对增益的控制，从而实现控制其放大倍数的目的。

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KM3知识管理系统解决方案(字数:11759,页数:30 )379. 电视节目制作系统设计(字数:17837,页数:27 )380. 虚拟演播室应用研究与设计(字数:13704,页数:20 )381. 数字电视传输系统-城市数字电视平移(字数:28293,页数:63 )382. 数字音频水印研究(字数:28293,页数:63 )383. 多路信号复用的基带发信系统模型(字数:18531,页数:59 )384. 基于FPGA的步进电机操纵系统的数字硬件设计研究(字数:14225,页数:47 ) 385. 基于MPLS的VPN技术原理及事实上现(字数:14920,页数:40 )386. 基于TCP/IP协议嵌入式数字语音传输系统终端硬件设计(字数:14782,页数:48) 387. 基于VC的UDP的实现(字数:9961,页数:41)388. 嵌入式实时系统设计模式的应用(字数:16494,页数:38)389. 图像处理工具箱的VC实现(字数:10596,页数:39)390. 基于NS2的路由算法研究与仿真(字数:13283,页数:48 )391. 基于Labview的实验数据处理的研究(字数:9730,页数:26 )392. VOIP语音通信系统的设计与应用(字数:14556,页数:44 )393. 基于GRF-3100射频系统的混频器的设计与制作(字数:8375,页数:23)394. 基于H.264 AVC码率操纵算法的研究(字数:11990,页数:27)395. 宽带网络中业务模型的仿真分析(字数:16411,页数:49 )396. 无线数据网络中基于斯塔克尔博格博弈的功率操纵(字数:21688,页数:33) 397. 动能定理，机械能守恒定律应用(字数:11214,页数:29)398. 蜂窝无线定位技术的研究(字数:12687,页数:26)399. 基于数字图像处理技术的金相定量分析(字数:30091,页数:71 )400. 基于FPGA的FIR滤波器设计(字数:29262,页数:73 )401. 可视电话端机核心单元方案设计(字数:17644,页数:46 )402. L波段接收机的设计(字数:18279,页数:40 )403. BCH纠错码的性能分析与仿真实现(字数:21735,页数:35 )404. 智能电话远程操纵系统(字数:8103,页数:29)405. 便携式数据采集器的设计(字数:12065,页数:44)406. 基于低功耗设计的便携式温湿度采集器(字数:15125,页数:61 )407. 前置3D音效处理器设计(字数:19834,页数:44 )408. 基于FPGA的多串口模块(字数:15078,页数:28 )409. 基于DDS的2PSK调制(字数:17313,页数:26 )410. 基于51的来电显示记录器(字数:17222,页数:31 )411. 多路语音呼叫系统(字数:18969,页数:36 )412. 多路JTAG口下载器的设计(字数:17643,页数:31 )413. QPSK调制与解调模块(字数:20215,页数:39 )414. QAM的FPGA实现(字数:20278,页数:40 )415. 基于DSP的FIR滤波器设计(字数:11298,页数:27)416. 基于DSP的IIR数字滤波器的设计(字数:6167,页数:20)417. WCDMA无线网络规划与设计(字数:12288,页数:26 )418. 基于SSH架构的通用网络社区的设计与开发(字数:18222,页数:43 )419. 基于传声器阵列的声源定位技术研究(字数:17426,页数:36 )420. 焊缝射线图像检测技术研究(字数:24902,页数:53 )421. 电子密码锁设计(字数:4521,页数:15)422. 手写数字bayes匹配识别系统的设计(字数:18949,页数:42 )。

电气学科大类2009 级《单片机》课程设计报告姓名蔡玲珑学号专业班号电气提高班指导教师杨风开日期2012年3月实验成绩评阅人摘要本设计主要以CD4051模拟开关以及所连的电阻网络作为核心，利用SST89C51单片机控制所选A/D的电阻网络状态，同时编写峰值检测软件对输入信号进行峰值检测并以此为依据来控制正弦波的放大倍数，最后利用液晶显示器将其显示出来。

经过实际测量，本系统可以实现通频为0Hz~1.5KHz，放大倍数为0.96~5的无失真的自动波形放大器。

关键词: SST89C51单片机液晶显示器放大器TLC549目录摘要----------------------------------------------------------------------------------------------------2一．设计要求---------------------------------------------------------------------------------------41.1程控放大器的作用---------------------------------------------------------------------------4 1.2程控放大器的原理----------------------------------------------41.3课题要求------------------------------------------------------5二．实验方案及论证-----------------------------------------------------------------------------5三．单元电路分析与实现--------------------------------------------------------------------- -6 3.1引脚特性说明---------------------------------------------------------------------------------63.2 A/D转换电路---------------------------------------------------------------------------------73.3控制显示电路---------------------------------------------------------------------------------83.4峰值检测电路设计----------------------------------------------------------------- --------11 3.5实验硬件图-----------------------------------------------------------------------------------11四．软件分析--------------------------------------------------------------------------------------124.1编程排序---------------------------------------------------------------------------------------124.2倍数与引脚对应-----------------------------------------------------------------------------12 4.3峰值检测---------------------------------------------------------------------------------------134.4液晶显示---------------------------------------------------------------------------------------134.5对TLC549进行操作------------------------------------------------------------------------154.6主程序流程分析-----------------------------------------------------------------------------15五．实验仿真处理及结果分析---------------------------------------------------------------16六．实验总结---------------------------------------------------------------------------- ---------21七．参考文献-------------------------------------------------------------------------- -----------22附录---------------------------------------------------------------------------------------------------23一. 设计要求.1.1程控放大器的作用在信号调理电路中，必须将输出信号调理在适当水平。

基于单片机的自动程控放大器的设计作者：龚文武卢新龙阳泳江世明来源：《数字技术与应用》2015年第10期摘要：文章简要介绍了放大器AD603、数字电位器MCP410的的内部结构和控制方法。

详细介绍了基于AD603和MCP410的程控放大器技术方案，并对程控放大器进行了电路设计、程序设计和PCB板设计，借助Proteus电子设计平台，对设计进行了仿真，仿真实现了预期的目标。

该程控放大器以AT89C51单片机作为控制核心，通过控制数字电位器MCP410实现放大倍数的调整，该放大器适用于电子测试仪器和仪表中，具有电路简单、增益可调、也可自动增益放大、性能优越、成本低廉、实用性强等特点。

关键词：AD603 自动程控放大 AT89C51 MCP410 仿真中图分类号： S611 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）10-0000-001方案设计本方案采用的是MCP41010系列的数字电位器与压控放大器AD603组成的程控放大。

而且并非采用基本放大电路的模式，数字电位器不是作为输入电阻或者反馈电阻接入电路，而是由数字点位器来控制放大器AD603的控制电压来实现放大增益程控的，数字电位器输出电阻的改变则由单片机来控制。

是由数字电位器MCP41010、单片机AT89C51与放大芯片AD603配合使用构成的程控增益放大器。

W端的滑动带来数字电位器高端或低端到滑动端的电阻变化，所以从滑动端接入到放大器AD603的控制电压也将改变，控制电压改变则放大器放大增益改变。

AD603的基本增益计算公式： G（dB）=40*VG+ G0。

2 电路设计与仿真本设计由电源电路、程控放大电路、显示电路、采样电路4个部分组成。

程控放大电路是整个设计的核心电路设计部分，对于程控放大电路的设计方法在设计方案中有提到好几种，在本设计中采用的是可靠性较高的数字电位器与放大器AD603结合组成程控放大。

（如图1）3 程序流程设计在程序分析方面，程序流程图是最基本的部分、也是最重要的分析技术，它是你程序设计和分析最基础的工具。

基于单片机的宽带数控放大器设计与实现摘要本设计采用AT89C52单片机调控，具有LED显示与键盘输入预置的方案，使用AD603和AD818集成运算放大器完成放大功能，并且设计电压增益步进达到了1dB，能够完成增益从0dB~66dB可调。

用可变增益宽带放大器AD603来提高增益，利用高速宽带视频放大器AD818扩大AGC 控制范围，通过单片机实现增益步进调节的间隔。

使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激。

整个系统通频带为1kHz〜20MHz,最小增益1dB,最大增益69dB。

增益步进1dB, 60dB以下预置增益与实际增益误差小于0.2dB。

不失真输出电压有效值高达25.5V。

一、方案论证与比较方案一：简单的放大电路可以由三极管搭接的放大电路实现，图1为分立元件放大器电路图。

为了满足增益60dB的要求，可以采用多级放大电路实现。

对电路输出用二极管检波产生反馈电压调节前级电路实现自动增益的调节。

本方案由于大量采用分立元件，如三极管等，电路比较复杂，工作点难于调整，尤其增益的定量调节非常困难。

此外，由于采用多级放大，电路稳定性差，容易产生自激现象。

图1简单放大电路方案二：为了易于实现最大60dB增益的调节，可以采用D/A芯片AD7520的电阻权网络改变反馈电压进而控制电路增益。

又考虑到AD7520是一种廉价型的10位D/A转换芯片，其输出Vout=Dn&/ref/210，其中Dn为10位数字量输入的二进制值，可满足210=1024挡增益调节，满足题目的精度要求。

它由CMOS电流开关和梯形电阻网络构成，具有结构简单、精确度高、体积小、控制方便、外围布线简化等特点，故可以采用AD7520来实现信号的程控衰减。

但由于AD7520对输入参考电压Vref有一定幅度要求，为使输入信号在mV〜V每一数量级都有较精确的增益，最好使信号在到达AD7520前经过一个适应性的幅度放大调整，再通过AD7520衰减后进行相应的后级放大，并使前后级增益积为1024,与AD7520的衰减分母抵消，即可实现程控放大。

1宽带放大器简介什么是宽带放大器工作频率上限与下限之比甚大于1的放大电路。

习惯上也常把相对频带宽度大于20％～30％的放大器列入此类。

这类电路主要用于对视频信号、脉冲信号或射频信号的放大。

用于电视图像信号放大的视频放大器是一种典型的基带型宽带放大器，所放大的信号的频率范围可以从几赫或几十赫的低频直到几兆赫或几十兆赫的高频。

这类放大器通常以电阻器为放大器的负载，以电容器作级间耦合。

为了扩展带宽，除了使其增益较低以外，通常还需要采用高频和低频补偿措施，以使放大器的增益-频率特性曲线的平坦部分向两端延展。

可以归入宽带放大器的还有用于时分多路通信、示波器、数字电路等方面的基带放大器或脉冲放大器（带宽从几赫到几十或几百兆赫），用于测量仪器的直流放大器（带宽从直流到几千赫或更高），以及音响设备中的高保真度音频放大器（带宽从几十赫到几十千赫）等。

用于射频信号放大的宽带放大器（大多属于带通型），如雷达或通信接收机中的中频放大器，其中心频率为几十兆赫或几百兆赫，通带宽度可达中心频率的百分之几十。

放大器的分类将其分为甲、乙、丙三类工作状态。

甲类放大器电流的流通角为360o，适用于小信号低功率放大。

乙类放大器电流的流通角约等于 180o；丙类放大器电流的流通角则小于180o。

乙类和丙类都适用于大功率工作丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。

高频功率放大器大多工作于丙类。

但丙类放大器的电流波形失真太大，因而不能用于低频功率放大，只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。

由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然极近于正弦波形，失真很小。

集成运算放大器主要类别下面对不同特性的集成运算放大器进行介绍。

通用型集成运算放大器是指它的技术参数比较适中，可满足大多数情况下的使用要求。

通用型集成运算放大器又分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，其中Ⅰ型属低增益运算放大器，Ⅱ型属中增益运算放大器，Ⅲ型为高增益运算放大器。

Ⅰ型和Ⅱ型基本上是早期的产品，其输入失调电压在2mV左右，开环增益一般大于80dB。

增益与放大倍数的关系_基于单片机的程控放大器设计毕业设计（论文）基于单片机的程控放大器设计专业:电子科学与技术摘要本设计由直流稳压电源、前置放大电路单元、增益控制部分、功率放大部分、单片机自动增益控制部分几个模块构成。

输入部分采用高速电压反馈型运放OPA642作跟随器提高输入阻抗，并且在不影响性能的条件下给输入部分加了保护电路。

使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激。

同时利用可变增益宽带放大器AD603来提高增益和扩大AGC控制范围，通过软件补偿减小增益调节的步进间隔和提高准确度。

功率输出部分采用分立元件制作，提高了负载阻值以及输出有效值。

控制部分由51系列单片机、A/D、D/A和基准源组成。

整个系统通频带为1kHz～20MHz，最小增益0dB，最大增益80dB。

增益步进1dB，60dB以下预置增益与实际增益误差小于0.2dB。

不失真输出电压有效值达9.5V，输出4.5～5.5V时AGC控制范围为66dB，应用单片机和数字信号处理技术对增益进行预置和控制,AGC稳定性好,可控范围大,完成了设计的所有基本要求并做适当的发挥，使设计更完善。

关键词：程控；宽带；自动增益控制；AD603；AGCAbstractThedesignoftheDCpowersupply,thepreamplifiercircu itunit,gaincontrolsection,thepoweramplifiersection,SCMAGCpa rtofseveralmodules.Theinputsectionwithhigh-speedvoltagefeedbackopampOPA642asafollowertoimprovetheinput impedance,andwithoutaffectingtheperformanceoftheconditionst ingavarietyofmeasu restoreducenoiseinterferenceandsuppresshighfrequencyself-excited.Whiletakingadvantageofthevariable-gainbroadbandamplifiersAD603toimproveandexpandtheAGCgaincon trolrange,reducingthegainadjustmentstepintervalandimproveac curacybysoftwarecompensation.Poweroutputsectionusingdiscret ecomponents,improvingtheloadresistanceandtheoutputrms.Controlledinpartbythe51seriesmicrocontroller,A/D,D/Aandareferenc esourcecomponents.Passbandoftheentiresystem1kHz~20MHz,thesm allestgain0dB,themaximumgain80dB.Gainstep1dB,60dBgainwithth efollowingpresetactualgainerrorislessthan0.2dB.Undistortedo utputvoltageeffectivevalueof9.5V,4.5~5.5VoutputwhentheAGCco ntrolrangeof66dB,theapplicationmicrocontrolleranddigitalsig nalprocessingtechniquestogainpresetsandcontrol,AGCgoodstabi lity,largecontrollablerange,completedthedesignallthebasicre quirementsandmaketheappropriateplaytomakethedesignbetter.Ke ywords:programmable;broadband;AGC;AD603;AGC目录摘要2一、设计题目，要求，意义4二、方案论证与比较42.1可控增益放大器部分42.2功率输出部分72.3测量有效值部分7三、具体系统设计83.1总体设计思路83.2系统各模块电路的设计与分析103.2.1直流稳压电源103.2.2前置放大电路单元103.2.3增益控制部分113.2.4功率放大部分113.2.5自动增益控制（AGC）12四、理论分析与参数计算134.1电压控制增益的原理134.2AGC介绍134.3正弦电压有效值的计算13五、单片机软件的设计145.1软件功能145.2流程图155.3代码分析15六、抗干扰措施分析20七、误差分析及性能总结217.1误差分析217.2性能总结21八、课程设计心得与体会218.1课程设计过程218.2问题与解决方法218.3心得体会22九、参考文献23十、附录（电路图）23一、设计题目，要求，意义。

电路试题库（经典版）一、填空题（建议较易填空每空0.5分，较难填空每空1分）1、电流所经过的路径叫做电路，通常由电源、负载和中间环节三部分组成。

2、实际电路按功能可分为电力系统的电路和电子技术的电路两大类，其中电力系统的电路其主要功能是对发电厂发出的电能进行传输、分配和转换；电子技术的电路主要功能则是对电信号进行传递、变换、存储和处理。

3、实际电路元件的电特性单一而确切，理想电路元件的电特性则多元和复杂。

无源二端理想电路元件包括电阻元件、电感元件和电容元件。

4、由理想电路元件构成的、与实际电路相对应的电路称为电路模型，这类电路只适用集总参数元件构成的低、中频电路的分析。

5、大小和方向均不随时间变化的电压和电流称为稳恒直流电，大小和方向均随时间变化的电压和电流称为交流电，大小和方向均随时间按照正弦规律变化的电压和电流被称为正弦交流电。

6、电压是电路中产生电流的根本原因，数值上等于电路中两点电位的差值。

7、电位具有相对性，其大小正负相对于电路参考点而言。

8、衡量电源力作功本领的物理量称为电动势，它只存在于电源内部，其参考方向规定由电源正极高电位指向电源负极低电位，与电源端电压的参考方向相反。

9、电流所做的功称为电功，其单位有焦耳和度；单位时间内电流所做的功称为电功率，其单位有瓦特和千瓦。

10、通常我们把负载上的电压、电流方向称作关联方向；而把电源上的电压和电流方向称为非关联方向。

11、欧姆定律体现了线性电路元件上电压、电流的约束关系，与电路的连接方式无关；基尔霍夫定律则是反映了电路的整体规律，其中KCL定律体现了电路中任意结点上汇集的所有支路电流的约束关系，KVL定律体现了电路中任意回路上所有元件上电压的约束关系，具有普遍性。

12、理想电压源输出的电压值恒定，输出的电流值由它本身和外电路共同决定；理想电流源输出的电流值恒定，输出的电压由它本身和外电路共同决定。

13、电阻均为9Ω的Δ形电阻网络，若等效为Y形网络，各电阻的阻值应为3Ω。