程控放大器的设计
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。
程控增益放大器的几种通用设计方法
程控增益放大器的几种通用设计方法1. 引言1.1 引言程控增益放大器是一种常用的电子元器件，能够对输入信号进行放大，从而实现信号处理和传输。
在现代电子技术领域，程控增益放大器应用广泛，可以用于音频放大、信号采集、通信系统等多个领域。
在设计程控增益放大器时，需要考虑到电路的稳定性、放大倍数、输出功率等因素。
根据不同的需求和应用场景，可以采用不同的设计方法来实现。
本文将介绍几种通用的设计方法，包括反馈电路设计、桥式电路设计和共源共漏极电路设计。
通过深入研究这些设计方法，可以帮助工程师们更好地理解程控增益放大器的原理和工作方式，从而在实际应用中更加灵活地进行设计和调试。
希望本文能为读者提供有益的参考和指导，帮助他们在工程实践中取得更好的成果。
2. 正文2.1 设计方法一：反馈电路设计反馈电路是程控增益放大器设计中常用的一种方法。
通过在放大器的输入端和输出端之间引入反馈回路，可以有效地控制放大器的增益、带宽和稳定性。
反馈电路分为正反馈和负反馈两种类型，其中负反馈是应用最为广泛的一种。
在设计反馈电路时，首先需要选择合适的放大器结构和反馈类型。
常用的放大器结构包括电压放大器、电流放大器和功率放大器。
而在选择反馈类型时，需要考虑到设计的目的和性能要求，比如希望增加放大器的带宽就需要采用带宽增强型反馈电路。
在设计反馈电路时，还需要注意反馈回路的稳定性和相位裕度。
通过合理设计反馈网络中的元件参数，可以提高放大器的稳定性和抑制干扰。
还需要考虑反馈电路的线性度和降噪能力，以确保放大器输出的信号质量。
反馈电路是一种有效的设计方法，可以帮助提高放大器的性能和稳定性。
在实际应用中，设计者需要根据具体需求选择合适的反馈类型和参数，以实现最佳的设计效果。
2.2 设计方法二：桥式电路设计桥式电路设计是一种常用的程控增益放大器设计方法，具有较好的性能和稳定性。
在桥式电路设计中，通过合理选择电阻和电容的数值，可以实现放大器的特定增益和频率响应。
基于AD603程控宽带放大器的设计
基于AD603程控宽带放大器的设计摘要本设计是采用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0—20MHz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,AT89S52,DAC0832，程控放大器，高增益放大器1、方案论证及比较1.1 总体方案框图本系统原理方框图如图1所示。
本系统由前置放大器、中间放大器、末级功率放大器、控制器、键盘及稳压电源等组成。
其中前置放大器、中间放大器、末级功率放大器构成了信号通道。
图1 系统原理框图1.2 增益控制部分方案一原理框图如图2所示，场效应管工作在可变电阻区，输出信号取自电阻与场效应管与对V’的分压。
采用场效应管作AGC控制可以达到很高的频率和很低的噪声，但温度、电源等的漂移将会引起分压比的变化，用这种方案很难实现增益的精确控制和长时间稳定。
图 2 场效应管放大器电路图方案二采用可编程放大器的思想，将输入的交流信号作为高速D/A的基准电压，这前置中间末级键51单片U U稳220V时的D/A作为一个程控衰减器。
理论上讲，只要D/A的速度够快、精度够高就可以实现很宽范围的精密增益调节。
但是控制的数字量和最后的增益(dB)不成线性关系而是成指数关系，造成增益调节不均匀，精度下降。
方案三使用控制电压与增益成线性关系的可编程增益放大器PGA，用控制电压和增益（dB）成线性关系的可变增益放大器来实现增益控制（如图3）。
根据题目对放大电路的增益可控的要求,考虑直接选取可调增益的运放实现,如AD603。
其内部由R-2R梯形电阻网络和固定增益放大器构成,加在其梯型网络输入端的信号经衰减后,由固定增益放大器输出,衰减量是由加在增益控制接口的参考电压决定;而这个参考电压可通过单片机进行运算并控制D/A芯片输出控制电压得来,从而实现较精确的数控。
程控增益放大器的几种通用设计方法
程控增益放大器的几种通用设计方法程控增益放大器是一种通过调节控制电路的增益来实现放大器的增益调节的电路。
它通常由一个放大电路和一个控制电路组成，通过控制电路中的某个参量来调节放大电路的增益。
本文将介绍几种常用的程控增益放大器的设计方法。
1. 反馈电路设计方法反馈电路设计是一种常用的程控增益放大器设计方法。
它通过在放大电路中加入反馈电路，通过调节反馈电路的参数来实现对放大电路增益的控制。
常用的反馈电路包括电压反馈和电流反馈。
电压反馈是通过将输出信号与输入信号相减后进行放大，然后再与输入信号相加，从而实现对放大电路增益的控制。
电压反馈的优点是可以灵活地调节放大电路的增益，但缺点是会引入额外的噪声。
电流反馈是通过测量输出电流与输入电流的比值，然后根据这个比值调整放大电路的增益。
电流反馈的优点是可以提高电路的线性度和稳定性，但缺点是对输入电流的要求比较高。
2. 可变电阻设计方法可变电阻是另一种常用的程控增益放大器设计方法。
它通过控制电路中的可变电阻来改变放大电路的增益。
常用的可变电阻有可变电阻器和可变电容器。
可变电阻器是一种能够改变电阻值的电阻器，通过调节可变电阻器的电阻值来改变放大电路的增益。
可变电容器是一种能够改变容值的电容器，通过调节可变电容器的容值来改变放大电路的增益。
可变电阻设计方法的优点是简单易用，但缺点是对电阻或电容器的选择和调节要求较高。
3. 模拟开关设计方法模拟开关是一种通过开关的开启和关闭来控制信号的传输的电路。
它通过控制开关的状态来改变放大电路的增益。
常用的模拟开关包括二极管开关和场效应晶体管开关。
二极管开关是一种利用二极管的导通和截止特性来控制信号传输的电路，通过控制二极管的导通和截止来改变放大电路的增益。
场效应晶体管开关是一种利用场效应晶体管的开启和关闭来控制信号传输的电路，通过控制场效应晶体管的开启和关闭来改变放大电路的增益。
模拟开关设计方法的优点是可以实现高速开关，但缺点是对开关的驱动电路要求较高。
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引言：程控放大器是一种能够通过控制电子元件的放大倍数的放大器。
它可以根据输入信号的大小来自动调整放大倍数，以便在不同场景下提供最佳音频输出。
本文将介绍基于单片机的程控放大器的设计原理和实现方法。
一、设计原理基于单片机的程控放大器的设计原理基于负反馈原理。
在放大器电路中，通过将一部分输出信号反馈到输入端，可以有效地控制放大倍数。
单片机作为控制核心，通过对输入信号进行采样和处理，然后控制反馈电路中的放大倍数，以达到自动调节的目的。
二、设计步骤1. 硬件设计：a. 选择合适的单片机：根据需求选择具备足够计算能力和IO口数量的单片机。
b. 连接放大器电路：将单片机的IO口与放大器电路进行连接，以实现对反馈电路的控制。
c. 添加输入和输出接口：将音频输入和输出接口与放大器电路相连接，以实现信号的输入和输出功能。
2. 软件设计：a. 初始化设置：在单片机上进行初始化设置，包括IO口的配置、时钟的设置等。
b. 采样输入信号：使用单片机的ADC模块对输入信号进行采样，获取输入信号的大小。
c. 处理输入信号：对采样到的输入信号进行处理，如滤波、放大等操作。
d. 计算放大倍数：根据处理后的输入信号大小，计算出对应的放大倍数。
e. 控制反馈电路：通过单片机的IO口控制反馈电路中的放大倍数，实现自动调节功能。
f. 输出信号：将经过放大后的信号输出到音频输出接口，以供外部设备使用。
三、实现方法1. 硬件实现：a. 选择合适的单片机：根据需求选择性能稳定、易于编程的单片机。
b. 连接放大器电路：根据放大器电路的设计原理，将单片机的IO 口与反馈电路进行连接。
c. 添加输入和输出接口：根据需求添加音频输入和输出接口，以实现信号的输入和输出功能。
2. 软件实现：a. 编写初始化代码：根据单片机的型号和规格，编写初始化代码，进行IO口和时钟的配置。
b. 编写采样代码：使用单片机的ADC模块进行输入信号的采样，获取输入信号的大小。
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
程控放大器是一种能够通过数字信号控制放大器增益的电路，它可以实现对信号的精确控制，广泛应用于音频放大器、电视机、电脑音响等领域。
本文将介绍一种基于单片机的程控放大器设计方案。
设计方案
本设计方案采用单片机AT89C51作为控制核心，通过数字信号控制放大器的增益，实现对信号的精确控制。
具体实现步骤如下：
1. 信号输入：将音频信号输入到放大器的输入端口。
2. 放大器控制：将单片机输出的数字信号转换为模拟信号，通过运放实现对放大器的控制。
3. 增益控制：通过单片机控制放大器的增益，实现对信号的精确控制。
4. 输出信号：将控制后的信号输出到扬声器或其他设备。
设计要点
1. 单片机选择：本设计方案采用AT89C51单片机，具有较高的性能和稳定性，能够满足程控放大器的控制要求。
2. 放大器选择：本设计方案采用TL071运放作为放大器，具有高
增益、低噪声、低失真等优点，能够满足音频放大器的要求。
3. 增益控制：本设计方案采用数字信号控制放大器的增益，通过单片机控制放大器的反馈电阻，实现对信号的精确控制。
4. 输出保护：为了保护扬声器或其他设备，本设计方案采用输出保护电路，能够有效避免输出过载和短路等问题。
总结
基于单片机的程控放大器设计方案，能够实现对信号的精确控制，具有较高的性能和稳定性，广泛应用于音频放大器、电视机、电脑音响等领域。
本文介绍了一种基于单片机的程控放大器设计方案，希望能够对读者有所帮助。
基于DAC0832程控放大器的设计
测控系统综合训练报告目录摘要 (2)第1章绪论 (3)1.1 课题研究背景 (3)1.2 设计思路 (3)第2章系统总体设计 (4)2.1 方案选择 (4)2.1.1程控部分方案选择 (4)2.1.2显示部分方案选择 (5)2.2系统设计要求 (6)2.3 系统结构与总体设计 (6)第3章系统硬件设计 (6)3.1单片机的应用与选择 (7)3.2芯片简介 (7)3.2.1 STC89C51性能简介 (7)3.2.2 STC89C51的主要特性 (7)3.2.3 STC89C51管脚功能 (7)3.3 控制显示电路 (9)3.4按键输入电路 (10)3.5 D/A转换电路 (11)3.5.1 管脚功能 (11)3.5.2 D/A转换电路模块 (13)3.6 转换电路 (13)第4章系统软件设计 (14)4.1软件开发环境简介 (15)4.2 C语言简介 (15)4.3软件总体设计 (15)4.4部分程序段代码 (16)4.4.1 DAC0832程序段 (16)4.4.2 LCD液晶显示代码 (17)第5章系统仿真调试 (19)5.1 系统仿真结果 (19)第6章整机实物调试与分析 (20)6.1 增益测试 (20)6.2 带宽测试 (21)6.3 误差分析 (24)第7章学习总结 (24)7.1 心得体会 (24)7.2 参考文献 (24)附录： (25)附录一总程序代码 (25)附录二实物图 (30)附录三整机电路 (31)摘要在电子信息技术中，常常需要对输入信号进行放大。
特别是对于一些输入信号幅度变化较大的系统，常常需要实时改变其放大倍数，以保证其输出信号能满足系统的要求。
为了满足该需求市面上出现了多种程控放大器。
但该类放大器多采用价格昂贵的专用芯片实现，从而性价比不高。
针对以上问题，本文设计出一种可通过程序实现改变信号增益的高增益高精度信号放大器。
该放大器利用电流型DAC内部的倒梯形网络配合运算放大器组成反馈网络实现程控放大的功能。
程控增益放大器的几种通用设计方法
程控增益放大器的几种通用设计方法1、负反馈设计方法负反馈设计是一种通用的方法，可以用于实现各种不同的放大器，包括程控增益放大器。
其主要思想是在电路中添加一个反馈回路，将反馈信号与输入信号进行比较，然后根据差异制定控制策略，调整输出信号和放大器的增益。
负反馈电路可以降低电路的失真和噪声，并提高增益的稳定性和线性度。
2、差分设计方法差分设计也是一种常用的设计方法，可用于实现高增益、高速度、低噪声和宽带的放大器。
差分设计是指将输入信号分成两路，分别与两个相反极性的放大器级联，再通过一个差分输出极限电路把它们重新组合成一个差分输出信号。
差分放大器可以在差分方式下提高信号的共模抑制比，并将噪声和失真降到最小。
3、可变增益设计方法可变增益设计是一种典型的程控放大器设计方法。
它主要是通过改变放大器的增益系数，从而调整输出信号的大小。
可变增益主要有两种方式：电子开关和可变电压控制器。
电子开关是一种开关式单管放大器，其具有极高的带宽、快速响应和较低的噪声；可变电压控制器则是一种器件，利用其基端的电流来控制器件的输出阻抗，从而调整放大器的增益。
宽带设计方法是一种用于实现大带宽的放大器的设计方法。
它主要是通过优化放大器的频率响应和增益平坦度，从而实现高带宽。
宽带放大器一般采用直接耦合放大器，其特点是带宽宽、响应快、噪声低和失真小。
为了降低失真，还可以采用负载拉调和反馈电路。
5、电容-电阻设计方法电容-电阻设计方法是一种常用的放大器设计方法，适合于高阻抗、低功耗的放大器。
电容-电阻放大器主要是利用电容和电阻对输入信号进行滤波和分离，从而实现对输出信号进行放大。
电容-电阻放大器的特点是带宽小、增益稳定性好、噪声低、输出振荡小。
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HEFEI UNIVERSITY
程控放大器的设计
系别电子信息与电气工程系
专业电气信息类
班级09级电气(4)班
姓名李浩刘阳程超
完成时间2011年3月14日
摘要：本设计由三个模块电路构成：前即高共模抑制比仪器,8wei DAC0832衰减器，和单片机键盘显示处理模块。
前级模拟放大部分具有高共模抑制比，高输入电阻，可调节放大倍数；DAC衰减器将模拟放大器的输出信号进行相应的衰减；键盘输入信号放大的倍数，并同时选取适当放大倍数，通过单片机整体控制，实现信号方大的功能。
一：方案设计与论证
1.放大电路
可行方案：如图所示，线路前级为同相差动放大结构，要求量运放的性能万群相同，这样，线路除具有差模,，共模输入电阻大的特点外，量运放的共模增益，失调机其漂移长生的误差也相互抵消，因而不需要精密匹配电阻。
后即的作用是抑制共模信号，将双端输出转变为单端放大输出，一室印发给接地负载的需要，后即的带你组精密则要求匹配。
增益分配一般前级去高值。
可改进为：因为其电路结构简单，易于定位和控制。
但要调节增益必须手动调节变阻器，所以考虑将放大倍数设成固定值，以满足题目的需要。
2．控制部分
利用单片机，MCU最小系统可由51单片机或其他派生芯片构成。
置数键可由0－9这10个数字级几个功能键组成，在软件的控制下，单片机开机后先将预置数输入，在送去显示的同时，送入DA然后等待键盘终端，并做相应的处理。
二：系统总体设计方案
1.总体设计思路
根据题目的要求，我们认真取舍，充分利用了模拟和数字系统的有点，采用单片机控制放大器增大的方法，大大的提高了系统的精密度；采用仪器放大其输入，大大提高了放大器的质量。
有篇运放构成的前几高共模输入的仪表差动放大器，对不同的差模输入信号电压进行不同的方大倍数，再经过后即的数控衰减器得到要求放大的倍数的输出信号。
每种信号渡江在单片机的算法控制下得到最合理的前几放大和后即衰减，一是信号放大的质量最佳。
下图为系统原理图：
2.原理分析和说明
（1）测量放大器的原理
在工也自动空制的领域中，长需要对原理运放的多路信号进行测量，由于信号原理运放，两者点为不一致，不可避免的存在长线干扰和传输网阻带来的误差。
为了抑制干扰运放采用差动输入方式。
对测量电路的基本要求是
1.高输入阻抗，以抑制信号源与传输网络不对称引起的误差。
2.高共模抑制比，以抑制各种共模信号干扰引入的误差。
3.高增益及宽的增益调节范围，以适应信号电源电平的宽范围。
以上要求的电路组有以下几种经典的组合：同相串联式高阻测量放大器，同相并联式高阻测量放大器，高共模抑制测量放大器，抑制共模信号的最简单方法是在基本的同相并联电路之后，再接一级差动运算放大器，它不仅能隔断共模信号的传递，还能将双端变单短，适应接地负载的需要。
它具有输入阻抗高、增益调节方便、漂移相互补偿、以及输出不包含共模信号等优点，代价是所用组件数目较多，共模抑制能力有所下降。
为了提高整个电路的共模抑制能力，除了设法提高前置级和输出级的共模抑制比外，使整个电路的增益主要由前置级来承担，也是十分有利的，但只要会限制差动输入电压范围。
一般应用中，差动预算放大器的主要问题是提到共模抑制比，所以往往会使输出级的增益取低值，前置级的增益取高值，把输入电压的工作范围放在第二位考虑。
（2）控制原理设计
本系统的控制由单片机完成，信号将在前级放大的基础上在经后级数控衰减器才得到最终放大倍数，因此其控制特色也主要体现在这两个方面。
前级仪用放大器的放大倍数的适当选取是在单片机的算法控制下实现的，在用户预设的放大倍数有多种设定方式时，开关动作的原则是：选择最小的前级放大倍数和相应最小的后级衰减方式。
这样的选择可以是放大器和衰减器引起的误差最小。
例如，从键盘输入的放大倍数为9，虽然有三种阻值的模拟放大带电路可以选择，但只能根据输入电压的大致范围选择一种，并配合单片机的编程进行真确的电压放大。
在衰减带你路中，由一片D/A构成的控制器在单片机的控制下对用户预设的放大倍数做出响应，DAC08328位口的输入则相当于对该网络的输出电阻进行编程，对于输入不同的数字量，得到不同的输入输出电压比。
由于前级放大器已经对输入信号有一定的放大，在D/A 中只要做相应的衰减即可满足题目要求。
3.采用元器件的说明
(1)单片机
1.单片机的定义
单片机是将CPU、RAM、ROM、（A/D）、T/C和多种接口电路集成在一个集成块上的集成电路
2.单片机的特点
1.ROM、RAM采用两个不同的地址指针，分别对ROM、RAM区进行寻址访问。
2.芯片的引脚具有多种功能。
3.具有多个SFR，外部接口SFR化，SFR的地址RAM化。
4.有一个全双工串行接口，可狠方便地成RS-232/RS-485标准串行接口，实现外部设备
的串行通信。
5.具有独立操作的的位处理器、可位寻址的RAM、SFR、I/O口，因此单片机具有很强的
位处理能力。
6.单片机的特点是体积小、成本低、功能强、功耗小。
3.单片机的引脚以及各引脚的功能
4.单片机的功能简述
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，RA 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，Flash 存储器。
使用Atmel 公司高密度非易失性存储技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash 允许存储器在系统可编程Flash ，使得AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提供灵活、超有效的解决方案。
AT89S52具有以下功能：8K 字节Flash ，256字节RAM ，32位定时器，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 M 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。
(2)4*4键盘
4.主要电路说明
（1）模拟放大电路部分
按照方案的对比论证，我们选择了反馈电阻可调的共模输入并联电路和一个放大倍数尾1或5的差模输入运放电路，实际图如下：
（2）程控放大电路部分
单片机最小系统由AT89S52系列单片机和一个4*4键盘构成，通过键盘输入键值的到设置的放大倍数，再将D/A的输出送入一个差分输入的运放电路，最终的到放大设置倍数的信号。
三：软件程序部分程序流程图
四：结论
整个系统本着简单可靠的原则完成了本设计任务。
可根据输入电压的范围选择1至100中适当的放大倍数进行放大，且输出电压不小于2V。
测试后可以得出，该测量放大器的非线性误差小于0.5%。
参考文献
[1]电子技术基础(模拟部分), 康华光,:高等教育出版社,2006.1
[2]综合电子设计与实践,王振红/张常年,:清华大学出版社,2008.9。