单片机自动增益放大器

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凌阳单片机简介

第1章 SPCE061A单片机简介 (1)1.1凌阳16位单片机 (1)1.2 SPCE061A简介 (2)1.2.1 总述 (2)1.2.2 性能 (2)1.2.3 结构概览 (3)1.2.4 芯片的引脚排列和说明 (4)1.2.5 特性 (6)1.2.6 SPCE061A最小系统 (7)1.2.7 SPCE061A开发方法 (8)1.2.8 应用领域 (10)北阳电子内部技术资料0第1章 SPCE061A单片机简介1.1 凌阳16位单片机随着单片机功能集成化的发展，其应用领域也逐渐地由传统的控制，扩展为控制处理、数据处理以及数字信号处理（DSP，Digital Signal Processing）等领域。

凌阳的16位单片机就是为适应这种发展而设计的。

它的CPU内核采用凌阳最新推出的µ’nSP™（Microcontroller and Signal Processor）16位微处理器芯片（以下简称µ’nSP™）。

围绕µ’nSP™所形成的16位µ’nSP™系列单片机（以下简称µ’nSP™家族）采用的是模块式集成结构，它以µ’nSP™内核为中心集成不同规模的ROM、RAM和功能丰富的各种外设接口部件，如图1.1所示。

图1.1µ’nSP™家族的模块式结构µ’nSP™内核是一个通用的核结构。

除此之外的其它功能模块均为可选结构，亦即这种结构可大可小或可有可无。

借助这种通用结构附加可选结构的积木式的构成，便可形成各种不同系列派生产品，以适合不同的应用场合。

这样做无疑会使每一种派生产品具有更强的功能和更低的成本。

µ’nSP™家族有以下特点:体积小、集成度高、可靠性好且易于扩展北阳电子内部技术资料1µ’nSP™家族把各功能部件模块化地集成在一个芯片里，内部采用总线结构，因而减少了各功能部件之间的连线，提高了其可靠性和抗干扰能力。

智能宽带信号检测系统的设计

智能宽带信号检测系统的设计为在真正意义上实现对测量信号参数准确性的保证，需要对宽带交直流信号检测系统进行科学的设计与使用，该系统的控制芯片是一种单片机。

在处理直流测量电路的过程中，我们需要对利用信号采集到的电路信号进行使用，在处理分压以及自动在增益放大处理器的基础上可实现对信号频率以及相位的准确界定。

待测信号的幅度、相位和频率等信息都需要借助液晶显示器使用。

本文主要针对智能宽带信号检查系统的设计工作进行深入探究。

标签：信号检测；智能宽带；设计在检查信号强度以及频率信息的过程中可对智能宽带信号检测系统进行使用，该系统起到的作用相当重要。

频率、相位以及幅值在电子技术中作为一种最为基本的参数存在。

上述参数测量工作与其他测量方法之间的方案以及结果直接的关系较为直接，因此在各个方面信号测量的准确性都相当重要。

现阶段的检测系统在测量信号强度以及频率信息的过程中带有一定的单一性，这要求我们在结合实际的同时必须对其进行科学的创新。

一、系统设计方案智能宽带信号检测系统结构主要由单片机、液晶显示器、键盘输入、信号采集电路、交直流测量电路、自动增益电路、相位频率检测电路和分压电路等构成，其系统结构如图1所示。

该系统的核心处理单元采用宏晶科技生产的单时钟/机器周期（1T）的微控制器STC12C5A32S2，该芯片是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍，其内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM等模块。

微控制器通过信号采集电路首先对被测信号初步判断，获得被测信号的幅值范围，其次，控制继电器选通相应的电路，完成自动分压功能，最后，经过自动增益电路将被测信号放大稳定到一定的幅值，放大稳定后的信号经过频率、相位检测电路后可以获得信号的频率值。

通过参考信号发生电路可以产生一个频率可调及幅值一定的交流电压信号，通过按键调节信号发生电路的频率值，使其与被测交流电压信号的频率值保持一致，因此，可以获得两路信号的相位差。

可编程增益放大器简介

放大器与前级之间不需增加缓冲电路来隔离
02
PGA结构
2.1AD526引脚图
2.2放大倍数控制真值表
2.3即时操作模式
• CLK:0 ; CS:0 • 反应时间：5.5μs
• 此模式下，AD526 将直接响应放大倍数的变化
2.4锁存操作模式
• 当CS或CLK为逻辑 “1”时，放大倍数（A0，A1，A2，B）信号被锁入寄存器并保持，直到CS和 CLK返回到“0”。
1.2PGA的分类
可编程增益放大器有两种——组合PGA和集成 PGA
组合PGA一般由运算放大器、仪器放大器或隔离型放电器再加上一些其他附加电路组成；
专门设计的可编程增益放大器电路即集成PGA 又可分：单运放、多运放和仪用程控放大器又可分：模拟式和数字式等(从输出信号讲)
1.3GPA的组成部分

3.3 工业仪器PGA系统
一个通过键盘设置增益，且具有AGC功能的宽带放大器。
放大器输入端采用同相放大电路进行阻抗匹配，使输入电阻达到MΩ数量级。
该系统设计分为宽带放大、峰值采样、人机交互等3 个模块。
3.3 工业仪器PGA系统
FPGA：现场可编程门阵列
3.3.2 工业仪器PGA系统
可编程增益放大器 Pmgramable Gain Amplifier
目录
01
PGA简介
02
PGA结构
03
PGA应用
01 PGA简介
1.1什么是GPA
可编程增益放大器（PGA），是一种通用性很强的放大器，其放大倍数可以根据需要用程序进行控制
采用这种放大器，可通过程序调节放大倍数，使 A/D转换器转换器的供应商满量程信号达到均一化，从而大大提高测量精度。

宽带直流放大器设计报告

宽带直流放大器第三组：陈吉洋、杨在然、周佳佳本设计以超低功耗单片机STM32为控制核心，通过可控增益放大器AD603与OPA642分别实现信号增益的调节和末级的功率放大，在0～10M带宽范围内的小信号进行有效放大，实现增益0dB～100dB 范围内的步进程控可调和手动连续可调，最大不失真输出电压有效值达10V。

系统主要由六个模块组成:直流稳压源、前置缓冲电路、可控增益放大电路、滤波器模块、功率放大模块和控制与显示模块。

本设计在前置缓冲电路对信号进行初步处理，减小后续模块中的噪声来源，同时在后级放大电路中利用软件对后级放大器电路进行补偿，把系统的失调和漂移抑制在较低的限度之内。

关键词：可控增益放大器功率放大带宽一、系统方案论证1.总体方案论证分析放大器设计要求的指标，带宽和增益要求高，放大器带宽为10MHz 以上，增益在0dB～60dB之间可调，并且要求能够在50Ω的负载提供有效值为10V 的正弦波输出。

针对上述特点，我们将整个放大器分为五个模块：前置缓冲级，增益可调的中间放大级，末级功率放大级，控制显示电路和直流稳压电源。

系统整体框图如图1所示。

其中难点是增益可调放大级和末级功率放大级，下面对这两个部分的方案分别进行设计论证。

图1、系统整体框图2.1放大器的论证与选择方案一：单运放电路。

简单的测量放大器是由仪器放大器和可变增益放大器级联而成，该放大电路的优点是电路简单，易于实现，但其零漂很大，放大精度也差。

方案二：精密斩波稳零电路。

精密斩波稳零运放具有更加理想化的性能指标，一般情况下不需要调零就能正常工作，大大提高了精度，但其带宽很小，难以满足设计要求。

方案三：模拟增益可编程运放电路。

使用微控制器控制模拟增益可编程运放可以灵活的实现增益的步进，同时可以实现比较大的增益，但其结构和指令比较复杂，开发周期较长。

方案四：多级运放电路。

应用多级运放可以得到很大的增益，并且对单个运放的性能要求较低，系统总增益等于各运放增益的和，可以将信号放大和功率放大分开处理；带宽也比较好控制，可以选择多种耦合方式，充分的发挥出电路的性能；电路结构也比较简单。

自动增益放大系统的简易设计

自动增益放大系统的简易设计司马明【摘要】本设计以程控增益放大器AD603为核心,通过单片机STC89C52控制各模块,实现了输入信号及环境噪声幅度自动调节音量的自动增益控制音响放大器。

文章重点介绍了程控放大模块、噪声采集模块、有效值检测模块等主要电路模块。

系统从mp3或信号源输入音频（100 Hz~10 k Hz）信号给程控增益放大器AD603,将信号放大输出,通过峰值检测电路检测出输出信号,并送给单片机AD采样,与理想输出信号数值进行比较,若有多偏差,则通过调整对AD603的增益控制电压,从而实现带动600Ω负载或驱动8Ω喇叭。

【期刊名称】《企业技术开发：下旬刊》【年(卷),期】2016(035)001【总页数】2页(P11-12)【关键词】AD603 STC89C52 自动增益控制【作者】司马明【作者单位】武昌工学院,湖北武汉430065【正文语种】中文【中图分类】TN721.1控制方案的论证与选择方案一：采用AD603和运放构成电压比较减法电路实现。

将输入电压与理想电压的误差经相应的幅值和极性处理后作为AD603的控制信号，从而实现放大倍数的自动调节，实现输出电压的恒定。

该方案结构简单，制作容易成本低，但控制精度不够，适用性不强。

方案二：以单片机作为控制器件，通过单片机对输入信号进行AD采样，与理想输出信号比较得到误差，根据误差调整AD603增益控制电压，从而实现对AD603放大倍数的精确控制，实现输出电压的恒定。

该方案控制精确，控制速度快，系统整体稳定性高，功能改变和增加容易。

但系统的设计稍复杂。

通过对两个方案的综合对比，我们选用方案二。

1.2程控增益放大论证与选择方案一：使用多个高速运放和模拟开关构成程控增益放大。

通过控制模拟开关选择不同的反馈电阻实现可控增益。

这种方案结构简单，易实现，但由于模拟开关其导通电阻很大，使得各通道信号容易相互干扰，甚至影响通频带宽，同时若要实现增益连续可调，整体结构复杂，调试麻烦。

vca810增益控制代码

vca810增益控制代码VCA810是一款常见的音频处理芯片，用于音频信号的增益控制。

它具有高精度和低噪声的特点，可以广泛应用于音响设备、通信设备等领域。

下面将以人类的视角来描述VCA810的增益控制代码的使用。

我们需要了解VCA810的基本原理。

VCA810是一种电子控制的可变增益放大器，它可以根据输入的控制信号来调节输出信号的增益。

通过调节VCA810的增益控制寄存器，我们可以实现对音频信号的精确控制。

在使用VCA810进行增益控制之前，我们需要先进行初始化设置。

首先，我们需要设置VCA810的工作模式，可以选择单声道模式或立体声模式。

接下来，我们需要设置增益控制寄存器的初始值，这决定了增益控制的范围。

在实际应用中，我们可以通过编写代码来控制VCA810的增益。

首先，我们需要引入VCA810的驱动库，并初始化VCA810的相关参数。

随后，我们可以通过调用相应的函数来设置VCA810的增益控制寄存器。

例如，我们可以使用"setGain"函数来设置增益控制寄存器的值，以实现对音频信号的增益控制。

在编写增益控制代码时，我们需要考虑到不同的应用需求。

例如，在音乐播放器中，我们可能需要根据用户的喜好来调节音频的增益。

而在通信设备中，我们可能需要根据环境噪声的变化来自动调节音频的增益。

因此，我们可以通过获取用户的输入或者环境噪声的传感器数据来实时调节VCA810的增益控制寄存器的值。

除了基本的增益控制，VCA810还提供了其他一些功能。

例如，我们可以通过设置软件限制器来避免音频信号过载，保护音响设备的安全性。

此外，VCA810还支持音频信号的混合和平衡控制，使得音频输出更加丰富和平衡。

VCA810是一款功能强大的音频处理芯片，通过编写增益控制代码，我们可以实现对音频信号的精确控制。

无论是在音响设备还是通信设备中，VCA810都能发挥重要作用，提供高质量的音频体验。

希望通过以上的描述，读者能够更好地理解VCA810的增益控制代码的使用。

单片机红外接受发送实验报告

单片机红外发射与接收实验报告指导老师：报告人：一·实验选题：基于单片机的红外发射与接收设计任务要求：设计一个以单片机为核心控制器件的红外收发系统。

发射载频：38KHz工作温度：-40℃--+85℃接收范围：2m二·系统概述方案设计与论证红外遥控收发系统（以下简称红外遥控系统）是指利用红外光波作为信息传输的媒介以实现远距离控制的装置。

从实际系统的硬件结构看，红外遥控系统包括发射装置和接收装置，其中发射装置包括电源模块、输入模块、红外发射模块和单片机最小系统，接收装置包括电源模块、红外接收模块、输出模块和单片机最小系统。

本设计选题设计任务要求设计一个以单片机为核心控制器件的红外收发系统。

其中，发射载波 38KHz，电源 5V/0.2A 5V/0.1A，工作温度-40℃--+85℃，接收范围 2m，传输速率 27bit/s，反应时间 2ms。

利用单片机的定时功能或使用载波发生器（用于产生载波的芯片）均可产生 38KHz 的发射载波。

单片机系统可以直接由 5V/0.1A 的电源供电，也可以通过三端稳压芯片由 9V/0.2A 电源供电。

采用工业级单片机可以工作在-40℃--+85℃。

为保证接收范围达到 2m，在发射载频恒为 38KHz 的前提下，应采用电流放大电路使红外发射管发射功率足够大。

传输速率和反应时间取决于所使用的编码芯片或程序的执行效率。

通过上述分析可知，为实现设计任务并满足设计指标，应采用工业级单片机，由电流放大电路驱动红外发射管。

将针对设计任务提出两种设计方案。

三·程序功能将程序编译通过并下载成功后，两个板上的红外光电器件都要套上黑色遮光罩，就可以进行实验了。

测距实验：手持1号板和2号板，两管相对，慢慢拉远或移近两管的距离，观察ＬＥＤ的读数变化。

阻断实验：可请另一人协助，将一张纸或其他障碍物放在两管之间再拿开，会看到读数有大幅度的变化。

反射实验：将1号和2号实验板并排拿在手中，并形成一个小夹角，向一张白纸移动观察读数变化。

自动增益控制放大器的设计与实现

自动增益控制放大器的设计与实现程望斌1, 杨陈明1, 江武1, 贺利苗2, 佘凯华1, 龙杰1(1. 湖南理工学院信息与通信工程学院, 湖南岳阳 414006; 2. 湖南理工学院经济与管理学院, 湖南岳阳 414006) 摘要: 为实现稳定输出, 需对放大器系统的增益进行自动控制. 本文提出了自动增益控制放大系统的总体设计方案, 并对主要功能模块进行了方案比较与论证, 重点对硬件系统和软件系统进行了详细设计, 最后对系统进行了完整测试, 并对检测结果进行了分析. 结果表明: 系统稳定可靠、操控方便, 具有较好的人机交互性能.关键词: 自动增益控制; MSP430单片机; 直流放大; PGA2310中图分类号: TN432 文献标识码: A 文章编号: 1672-5298(2015)02-0048-05Design and Realization of Automatic Gain Control AmplifierCHENG Wang-bin 1, YANG Chen-ming 1, JIANG Wu 1, HE Li-miao 2,SHE Kai-hua 1, LONG Jie 1(1. College of Information and Communication Engineering, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang 414006, China;2. College of Economics and Management, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang 414006, China) Abstract : To achieve the stable output, amplifier system needs to be automatically regulated. This paper presents the automatic gain control amplifier system overall design, compares and demonstrates the main function module scheme. The hardware system and software system is emphasis designed in detail. Finally system is completely tested, and the testing results are analyzed. The results show that the system has good man-machine interactive performance and also the system is stable and reliable, in addition, and it is easy to control.Key words : automatic gain control; MSP430 microcomputer; Dc amplifier; PGA2310引言随着电子信息技术的迅速发展, 信号传输与增益控制技术广泛应用于军事、工业等行业, 具有较好的研发价值. 自动增益控制, 可以使系统的输出信号保持在一定范围内, 因此在信号传输领域得到广泛应用. 本文设计的数字式自动增益控制放大器, 是利用线性放大和压缩放大的有效组合对输出信号进行调整[1]: 当输入信号较弱时, 线性放大电路工作, 保证输出信号的强度; 当输入信号强度达到一定程度时, 启动压缩放大线路, 使输出幅度降低, 衰减输入信号, 从而实现放大器的自动增益控制.1 系统总体设计方案系统共分为三大部分: 第一部分为稳幅功能模块, 采用−95.5dB~31.5dB 程控放大, 通过NE5532跟随器, 实现稳幅功能. 比如对幅值在10mV~1V 的输入信号, 可使输入信号有效值稳定在353.5mV 左右, 且在其频率带宽范围内, 保证其幅频曲线稳定, 以及后级的功率放大电路稳定. 第二部分为峰值检波模块, 其采用AD637进行真有效值峰值检波. 第三部分为功率放大器, 采用运放NE5532, 在满功率带宽为100KHz 且幅值达到10V 时, 其压摆率为9V/us, 能够满足要求, 并且能支持±20V 供电. 再利用场效应管实现其输出电流的扩流, 就能使功率到达10W. 通过单片机MSP430G2553控制既实现了放大器电压增益Av 可自动调节并显示, 又降低了整个系统的成本. 因而系统效率高, 成本低, 可靠性和稳定性较强.输入信号经过电压跟随器, 将输入信号送给PGA2310自动调节增益AGC 模块, 通过控制器MSP430G2553对其进行控制. 而AD637真有效值检波模块是对PGA2310的输出信号进行峰值检波, 并收稿日期: 2015-04-05作者简介: 程望斌(1979− ), 男, 湖北崇阳人, 硕士, 湖南理工学院信息与通信工程学院副教授. 主要研究方向: 光电子技术、学科竞赛第28卷第2期湖南理工学院学报(自然科学版) Vol.28No.22015年6月 Journal of Hunan Institute of Science and Technology (Natural Sciences) Jun. 2015第2期程望斌, 等: 自动增益控制放大器的设计与实现 49将检测的真有效值反馈给单片机从而达到环路控制的目的[2]. 为了设计的更人性化, 特增加了显示模块, 能够显示AGC 放大器当前增益的分贝值. 功率放大部分是对AGC 模块的输出信号进行功率放大, 驱动10Ω的负载. 系统总体设计框图如图1所示.2 方案论证与选择(1) AGC 电路方案论证与选择方案一: 典型的是采用场效应管或三极管控制增益. 主要利用场效应管的可变电阻区(或三极管等效为压控电阻)实现增益控制[3].方案二: 采用TI 公司VCA810压控放大芯片, 用两级VCA810级联实现−40dB~40dB 的程控放大. VCA810具有低失调电压, 一级放大倍数最大范围−40dB~40dB, 且外围电路简单, 但由于单级放大倍数过大易引起自激, 故采用两级级联放大.方案三: 采用TI 公司PGA2310数字程控放大芯片, 单级放大倍数的最大范围−95.5dB~31.5dB, 并且内部含有两个相互独立的通道, 其构成的外围电路简单, 易操控, 精确度较高.方案比较: 方案一采用大量分立元件, 电路复杂, 稳定性差, 调试较繁琐, 且精度不够. 方案二需要两级级联, 实现效果较好, 但由于MSP430G2553内部没有DA, 需要外加DA 芯片控制, 搭建电路较复杂. 方案三能够直接由单片机控制, 电路简单, 容易实现.(2) 峰值检波电路方案论证与选择方案一: 基本的峰值检波电路是由二极管电路和电压跟随器组成的, 此电路能够检测的信号频率范围宽, 但受二极管导通压降等因素的影响, 检波精度差.方案二: 真有效值检波电路采用ADI 公司的AD637,该芯片真有效值rms V V ＝输出为信号的真有效值电压.方案比较: 方案一电路简单, 容易调试, 受器件的影响使得测量精度失准. 方案二采用集成芯片实现峰值检波, 外围电路搭建容易, 并且抗噪声性能好、精度高.(3) 功率放大方案论证与选择方案一: 由多个高速缓冲器BUF634并联实现扩流输出, 提升放大器带负载能力[4]. 方案二: 用分立元件构成末级放大电路, 利用集成运放和MOSFET 扩流来实现放大.方案比较: 方案一效果好但成本较高; 方案二虽然实现较为麻烦, 但是成本低廉, 效果较好. 故采用方案二.图1 系统总体设计框图50 湖南理工学院学报(自然科学版) 第28卷3 系统硬件设计3.1 PGA2310构成的程控AGC 电路程控AGC 电路如图2所示. 为提高信号的稳定性, 信号经信号输入端口至NE5532运放构成跟随缓冲电路. 将此信号输入至PGA2310 Vin-L 引脚, 其正负电源引脚各加入10uf 和0.1uf 的电容滤波, 然后PGA2310输出信号通过NE5532跟随器输入至AD637构成的真有效值检波电路, 最后MSP430单片机AD 采集检波后的直流信号. 设定当输入直流或交流时, 如果检波输出信号大于353mV 或小于353mV , 单片机自动检测并且调节PGA2310增益, 使PGA2310输出直流电压信号时幅值稳定在0.5V 左右, 输出交流信号时峰值稳定在1V 左右.3.2 AD637真有效值检波电路PGA2310程控输出信号输入至AD637 Vin 管脚, 当输入为0时, 调节RP2滑动变阻器使检波输出也为0; 当有输入信号时, 调节RP1滑动变阻器使输出信号为输入信号有效值, 得到正确的检波直流信号. 检波电路图如图3所示.图2 程控AGC 电路图图3 AD637真有效值检波电路图第2期程望斌, 等: 自动增益控制放大器的设计与实现 51 3.3 功率放大为实现较好的功率放大要求, 后级需要驱动10Ω负载, 由于普通运放不能提供驱动负载所需功率, 所以必须进行功率放大以提供所需功率并且将信号放大2倍. 我们采用如图4所示运放加MOS管电路, 具有带负载能力强等优点.4 系统软件设计本系统软件设计部分基于MSP430单片机平台, 主要完成增益控制、AD采集、预置信息液晶显示和按键控制[5], 系统以友好的人机界面展现给用户. 系统设计流程图如图5所示.在图5中, 我们采用条件判断语句控制AGC模块的增益, 并且还添加了一些容错措施, 以达到AGC 放大器在频带内稳定输出的目的, 为后级的功率放大电路的稳定提供了保证.5 系统测试及结果分析5.1 测试仪器TDS1012双踪示波器、SU3080数字函数信号发生器、直流稳压电源、万用表等.图4 功率放大电路图图5 系统设计流程图52 湖南理工学院学报(自然科学版) 第28卷5.2 直流信号放大测试测试方法: 幅度可变的直流电压信号(0.01V/0.1V/1V)至测试输入端, 然后用双踪示波器测测试输出信号. 测试结果见表1.输入信号(mv) 输出信号理论值(mv) 输出信号测试值(mv) 相对误差(%)<0.01 10.00 9.89 1.1% 0.1 10.00 9.90 1% 1 10.00 10.02 0.2%测试条件: 输入直流电压信号(0.01V/0.1V/1V)分别由滑动变阻器分压得到. 5.3 交流信号放大测试测试方法:(1) 从函数发生器输入频率为10KHz 且幅值可变的交流电压信号(0.01V/0.1V/1V)至测试输入端, 然后用双踪示波器测试输出信号. 测试结果见表2.输入信号(mV) 输出信号理论值(mV) 输出信号测试值(mV) 相对误差(%) <0.01 10.00 9.88 1.2% 0.01 10.00 9.94 0.6% 1 10.00 10.03 0.3%(2) 从函数发生器输入信号幅值为1V 且频率可变的交流电压信号至测试输入端, 然后用双踪示波器测试输出信号. 测试结果见表3.输入信号(Hz) 输出信号理论值(mV) 输出信号测试值(mV) 相对误差(%)1 10.00 9.88 1.2% 10 10.00 9.86 1.4% 1000 10.00 9.89 1.1% 10K 10.00 9.92 0.8% 100K 10.00 9.91 0.9% 200K 10.00 9.89 1.1%5.4 测试结果分析由测试数据可知, 放大器增益控制, 交直流放大, 带宽和带负载能力等指标都达到了要求. 在测量输入信号幅值低于10mV 时, 由于输入信号幅度过小、噪声的掩盖和仪器磨损等原因, 所以此项测试结果有误差.6 总结本文设计的系统实际输入信号有效值达到5mV , 在现有的仪器条件下, 信号幅度输出小时噪声大, 导致输出波形噪声较大. 放大器在驱动 10Ω负载时, 通频带带宽超过 100KHz, 带内失真小, 但功率放大器对扩流MOSFET 需配对, 否则容易产生交越失真. 如果对功率放大电路进行改善, 就能拓宽带宽[6] , 增大信号载体的容量.参考文献[1] 陈亮名, 杨昆. 基于宽带高增益的放大器设计[J]. 电子设计工程, 2014, 22(15): 146~148 [2] 赖小强, 李双田. 数字闭环自动增益控制系统设计与实现[J]. 网络新媒体技术, 2013, 2(3): 40~44 [3] 李怀良, 庹先国, 朱丽丽, 等. 中低频宽动态范围AGC 放大器设计[J]. 电测与仪表, 2013, 50(566): 96~99 [4] 于国义, 张乐, 崔先慧, 等. 用于CMOS 图像传感器的AGC 放大器设计[J]. 中国科技, 2013, 8(1): 10~13 [5] 李晓宇, 宫平, 李杉杉, 等. 自增益电路在激光测距中的应用[J]. 电子设计工程, 2014, 22(18): 77~78, 83 [6] 陈铖颖, 黑勇, 戴澜, 等. 面向助听器应用的低功耗自动增益控制环路[J]. 微电子学, 2013, 43(4): 464~467表1 直流信号放大测试结果表2 交流信号放大测试结果(信号频率为10KHz)表3 交流信号放大测试结果(信号幅值为1V)。

基于PID控制的AGC宽频带放大器设计

２系统方案
设计与制作 AGC 功能的宽频带放大器的总体方案图如图１所示. 首先硬件部分选择超宽带,大于４０ dB 增益调节范围,线性 dB 可变增益放大器 VCA８２１. 放大后输出至检波电路,检波输出波形峰值. 通过 Stm３２A/D 采样 ,在 Stm３２内部使用 PID 算法使 [７] 输入变量稳定在同一个值.然后通过单片机 D/A 输出至 VCA８２１的控制端Vg ,从而调节放大器的增益,形成一个闭环系统 . [３]
芯片控制端 ,形成一个闭环系统 . 实际应用表明 :该放大器具有快速、稳定、低功耗等优点 .
关键词:AGC 自动增益控制;VCA８２１;PID 算法;Stm３２F１０３zet６处理器
中图分类号 :TN７２２文献标识码 :A
彭智刚:基于 PID 控制的 AGC 宽频带放大器设计
信息与技术
低频阻高频 ,相当于一个低通滤波器 . [１] 之后旁路一个５０Ω 电阻到地,其作用为源匹配,在输入端作为输入电阻５０Ω,减少信号反射对信号源的损坏,并且使得信号尽量多的传输.
２０１９年４月
JournalofGreenScienceandTechnology
第８期
基于 PID 控制的 AGC 宽频带放大器设计
彭智刚
(西南科技大学信息工程学院,四川绵阳６２１０００)
摘要:指出了在高频通信系统中,AGC 自动增益控制电路得到广泛应用.在输入信号幅度变化很大的情况

程控放大器(ad603)

程控放大器(ad603)本设计由三个模块电路构成:前级放大电路(带AGC部分)、后级放大电路和单片机显示与控制模块。

在前级放大电路中,用宽带运算放大器AD603两级级联放大输入信号,输出放大一定倍数的电压,经过后级放大电路达到大于8V的有效值输出。

ADUC812的单片机显示、控制和数据处理模块除可以程控调节放大器的增益外,还可以实时显示输出电压有效值。

本设计采用高级压控增益器件,进行合理的级联和阻抗匹配,加入后级负反馈互补输出级,全面提高了增益带宽积和输出电压幅度。

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,完成了题目的所有基本和发挥要求。

方案论证与比较1.可控增益放大器部分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。

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×Vref/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。

基于单片机的FM收音机设计

ELECTRONIC ENGINEERING & PRODUCT WORLD2022.4电子产品世界基于单片机的FM收音机设计Design of home internet detection system based on STM32许可嘉，杨晓军（成都大学电子信息与电气工程学院，成都610106）摘要：该设计是单片机控制电路与TEA5767模块电路及音频功率放大电路共同组成的FM收音机电路，用来实现频道接收、保存、播放等功能。

系统采用STC89C52为主控，TEA5767作为数字信号处理器，I2C总线协议为主控与数字信号处理器之间的通信协议，可以实现频道自动搜索、接收、保存、播放等功能。

通过LCD显示器实时显示当下操作及相应频道所在频率。

最终测试结果表明：该设计可以实现频率在87.5 MHz~108 MHz调频广播的接收，本设计能够达到了既定的设计目标。

关键词：单片机；FM收音机；TEA5767；I2C总线随着现代科学技术的不断发展，电子产品也不断更新换代，单片机的广泛应用使用使现在的电子产品设计越来越方便、功能越来越好，而单片机是所有微处理器中性价比最高的一种，它的功能不断完善，种类不断增加，因此它的应用领域也不断扩大，本文我们将单片机与FM收音机芯片综合运用起来，设计了一款可以实现调频、存台的FM收音机系统。

1 系统方案1.1 系统总体设计该系统设计采用模块化设计，主要由存储模块，主控制器，数字处理芯片和音频功率放大器组成。

系统工作原理框图如图1所示，由主控制器接收按键信号进行人机交互，通过I2C总线，主控制器作为主机，TEA5767为从机，双机通信，TEA5767芯片输出音频信号经LM386放大后通过耳机或扬声器播放，系统运行时，收听电台的频率可在LCD显示器上实时显示，通过按键手动控制频率搜台，或切换至自动搜台模式，音频输出设备音量可由电位器调节[8]。

2 系统硬件设计该系统的硬件设计部分分为TEA5767数字处理电路、主控制器电路和音频功放电路。

ad603

AD603是一款低噪声、电压控制型放大器，用于射频(RF)和中频(IF)自动增益控制(AGC)系统。

它提供精确的引脚可选增益，90 MHz带宽时增益范围为−11 dB至+31 dB，9 MHz带宽时增益范围为+9 dB至+51 dB。

用一个外部电阻便可获得任何中间增益范围。

折合到输入的噪声谱密度仅为1.3 nV/√Hz，采用推荐的±5 V电源时功耗为125mW。

增益以dB为线性，经过精密校准，而且不随温度和电源电压而变化。

增益由高阻抗(50 MΩ)、低偏置(200 nA)差分输入控制；比例因子为25 mV/dB，仅需1 V增益控制电压便可获得中间40 dB的增益范围。

无论选择何种范围，均提供1 dB的超量程和欠量程。

对于40 dB变化，增益控制响应时间不到1 μs。

差分增益控制接口允许使用差分或单端正或单端负控制电压。

可将数个这种放大器级联起来，由其增益控制增益偏置以优化系统信噪比(SNR)。

AD603可以驱动低至100 Ω的负载阻抗，且失真较低。

对于采用5 pF分流的500 Ω负载，10 MHz、±1 V正弦输出的总谐波失真典型值为-60 dBc。

进入500 Ω负载的额定峰值输出最小值为±2.5 V。

AD603采用专有的专利电路结构X-AMP®。

X-AMP含有0 dB至-42.14 dB可变衰减器，后接固定增益放大器。

由于存在衰减器，放大器永远不必处理较大输入，并且可以用负反馈来定义其(固定)增益和动态性能。

衰减器具有经激光调整至±3%的100 Ω输入阻抗，并且包括一个7级R-2R梯形网络，由此获得6.021 dB的触点间衰减。

利用专有插值技术，可提供以dB为单位的线性连续增益控制功能。

AD603的工作温度范围为−40°C至+85°C。

应用射频/中频AGC放大器视频增益控制模数范围扩展信号测量AD603 的内部结构及原理AD603 的简化原理框图如图2 所示, 它由无源输入衰减器、增益控制界面和固定增益放大器三部分组成。

自动增益控制(AGC)放大器实现方案

void d_vout()
{
if(adval>vref_t)
dac_code++;
else
dac_code--;
D=4096/dac_code/10;//占空比
}
//DAC控制函数
void dac_spi(uint dac_code)
{
uchar n;
sync=0;
sclk=1;
for(n=0;n<16;n++)
void start_ad()
{
adwr=1;
_nop_();
adwr=0;
_nop_();
adwr=1;
}
//AD读取函数
uchar get_ad()
{
P1=0xff;
adrd=1;
_nop_();
adrd=0;
_nop_();
adval=P1;
adrd=1;
return adval;
}
//CODE处理函数
{
sclk=1;
dac_code=dac_code<<1;
sdin=CY;
sclk=0;
}
sdin=1;
sync=1;
sclk=0;
delayus(10);
}
//主函数
void main()
{
uchar ad_n;
T0_init();
vref_s=0.5;
dac_code=0x0029;
pwm=0;
——得到输出电压幅值后，将adval与设定电压幅值相比较（vref_t为转化后的值，与adval直接比较），若adval>vref_t，说明输出电压幅值应该减小，增益应该减小，相应dac_code应该增大——dac_code++；反之，dac_code--。同时通过增益计算占空比。

自动增益控制放大器电路设计

自动增益控制放大器电路设计作者：赛前辅导教师：摘要系统由变增益放大电路，峰值检测电路，AD转换电路，控制电路组成。

可变增益电路部份以AD603为核心，信号经AD603后，经峰值检测电路检测电压峰值、以ADC0809进行AD转换。

再将信号传至AT89S52，AT89S52产生PWM波控制AD603的放大倍数。

从而实现可变增作用。

AbstractSystem consists of variable gain amplifier, peak detector circuit, AD converter circuit, control circuit. AD603 variable gain circuit section to the core, the signal by the AD603, after the peak detection circuit detects the peak voltage to the AD converter ADC0809. Then the signal transmitted AT89S52, AT89S52 generate PWM wave control AD603 magnification. Increasing role in achieving variable.一、系统方案论证与比较可变增益放大器选择方案一：利用放大器和场效应管一路组成的电路实现自动增益控制。

整个电路由包括场效应管在内的压控增益放大器，整流滤波电路，直流放大器组成，实现增益的闭环控制。

信号自输入端进入到电路中，运放A1组成压随器，作为输入级。

由运放A2组成反向放大器，其增益由场效应管的源极和漏极之间的电阻决定。

输出电压通过整流电路和滤波电路形成压控电压，加到场效应管的栅极，当压控电压发生转变时，源极和漏极之间的电阻亦发生转变，因此放大器的放大倍数也发生转变，因此当音频信号强时自动减小放大器的倍数，信号弱时自动增大放大器的倍数，从而实现音量的自动调节，达到自动增益控制的目的。

一种基于单片机的可编程自动增益放大器的实现

中图分类号 : M95 T 3
文献标识码 : A
在小信号虚拟测试仪器的开发研究中 , 先需要采集现场信号 , 此类信号由于来源不同 , 化肿首而变范围差异很大 . 了保证高精度的模数转换结果 , 求输入信号接近 A/ 模块的满量程值 . 本系统为要 D 在中利用 AD5 6和单片机 AT8 C 1设计了能够进行自动增益控制的放大器 P 2 95 AGA ( r g a p o rmma l be a t — an a l ir , 将现场信号根据要求自动调整到适合 A/ 转换的最佳输入范围 , 进行转 o o g i mpi e ) 先 f D 再换 , 效保证了在低输入时的转换精度 , 大了采集系统的动态范围. 有扩
AD5 6有两种工作方式 : 存方式和透明方式 . 存方式下 , , , , 2 锁锁 A0 A1 A2 B信号被锁存到内部寄存器中 , 出保持原来增益 . 明方式下 , 出增益按真值表要求随 A0 AlA2 B变化 . 输透输 , , ,
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20 0 2年 l 1月第3 卷第6 3 期
内蒙古大学学报 ( 自然科学版 ) AcaS i t r m trl m iesttsNeM o g l t ce i u Nauai Unv ri i n a u a i n o
NO . V 2 2 00 Vo. 3 I 3 NO. 6

基于单片机的可控增益放大器设计

101
２００８年第４期
技术创新
基于单片机的可控增益放大器设计
伍乾永陈彬
（四川理工学院电子与信息工程系）
摘要本文介绍了一种基于单片机步进式可变增益放大器的设计方法。该放大器由Ｄ／Ａ转换器、运放及单片机组成，实现了增益步进距离为１，并能通过显示器动态显示其放大增益值。
关键词可变增益放大器Ｄ／Ａ转换器单片机
图２接入ＡＤ７５２０的放大电路
图３带Ｒ－２Ｒ电阻网络的放大器
数字量Ｄ与放大器增益Ａ的关系表如表－１所示：
表－１数字量Ｄ与放大器增益Ａ的关系通过调节的值，可使上表的对应关系得以满足。可见引入ＡＤ７５２０及单片机控制后，放大器的增益可以任意改变且可以做到其步距为１。
２系统的硬件设计
２．１程控放大器在测量放大器系统中的位置程控放大器的常见应用之一是测量放大器。采用单片机控制的测量放大器系统的组成框图如图４所示。在图４中，来自传感器或函数发生器的模拟信号经过信号变换电路后送前置放大器，然后送程控放大
（收稿日期：２００８·０２·２６）
４结论
本设计作为测量放大器的一部分，经验证，它以较简洁的方式实现了增益范围为０倍到１０２４图７程序控制增益流程图
倍步距为１的可变增益放大，较好地满足了对不同强度信号的测量。
参考文献［１］张剑平．程控放大器及其精度研究［Ｊ］．仪器仪表学报，２００６，６：３［２］ＴｈｅＡＤ７５２０ｄａｔａｓｈｅｅｔ［Ｍ］．ＡＮＡＬＯＧＩｎｃ．２００７：１－２［３］ＴｈｅＬＭ３１８ｄａｔａｓｈｅｅｔ［Ｍ］．ＴＩＩｎｃ．１９９４，４：１－４［４］ＴｈｅＭＣ１４４９５ｄａｔａｓｈｅｅｔ［Ｍ］．ＭＯＴＯＲＯＬＡＩｎｃ．２００１：１－２［５］姚福安．电子电路设计与实践［Ｍ］．山东：山东科技出版社，２００１作者简介伍乾永（１９５５－），副教授，长期从事模拟、数字电子技术的教学和研究。

增益可控宽带放大电路的设计

1引言放大电路是模拟电子电路中最常用、最基本的一种典型电路。

无论日常使用的收音机、电视机、或者精密的测量仪表和复杂的自动控制系统等，其中一般都有各种各样不同类型的放大电路。

可见，放大电路是应用十分广泛的模拟电路。

平时我们讨论的模拟信号运算电路、信号处理电路以及波形发生电路等，实质上都是在放大的基础上发展、演变而得到的，因此说，放大电路是最基本的模拟电路。

随着微电子技术、计算机网络技术和通信技术等行业的迅速发展，自动增益控制电路越来越被人们熟知并且广泛的应用到各个领域当中。

自动增益控制线路，简称AGC线路，A是AUTO（自动），G是GAIN（增益），C是CONTROL（控制）。

它是输出限幅装置的一种，是利用线性放大和压缩放大的有效组合对输出信号进行调整。

当输入信号较弱时，线性放大电路工作，保证输出声信号的强度；当输入信号强度达到一定程度时，启动压缩放大线路，使声输出幅度降低，满足了对输入信号进行衰减的需要。

也就是说，AGC功能可以通过改变输入输出压缩比例自动控制增益的幅度，扩大了接收机的接收范围，它能够在输入信号幅度变化很大的情况下，使输出信号幅度保持恒定或仅在较小范围内变化，不至于因为输入信号太小而无法正常工作，也不至于因为输入信号太大而使接收机发生饱和或堵塞。

在电路设计中，这种线路被大量的运用，从尖端的雷达技术到日常的广播电视系统，自动增益控制无疑很好的解决了各种技术中存在的信号强度问题。

目前，实现自动增益控制的手段有很多，在本文中，主要研究的是如何以放大器来实现自动增益控制的目的，也就是自动增益控制放大器。

2方案论证与比较2.1增益控制部分方案一：原理框图如图2.1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,采用这种方案很难实现增益的精确控制和长时间稳定。

图2.1 方案一示意图方案二：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，这时的D/A作为一个程控衰减器。

自动增益控制AGC

跟踪性能：自动增益控制AGC应具有良好的跟踪性能，以确保系统能够快速跟踪输入信号的变化。
抗干扰能力
信号质量：在存在噪声和干扰的情况下，AGC能够有效地提高信号质量。
鲁棒性：AGC具有较好的鲁棒性，能够抵抗外部干扰和内部故障的影响。
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动态范围：AGC具有较宽的动态范围，可以在不同的信号强度下保持稳定的增益。
基于数字信号处理DSP的实现方式
信号采集：将模拟信号转换为数字信号数字滤波：对信号进行预处理，去除噪声和干扰特征提取：提取信号中的特征信息，如幅度、频率等决策判决：根据特征信息进行决策，调整增益控制参数
基于可编程逻辑器件FPGA的实现方式
FPGA简介：FPGA是一种可编程逻辑器件，通过编程实现各种数字逻辑功能。
收机的需求。
目的：保持信号的恒定功率，防止信号过强或过弱，从而提高通信系统的性能和
稳定性。
工作原理：通过监测接收信号的强度，自动增益控制AGC 系统可以自动调整发送机的输出功率，以保证接收信号的
恒定功率。
应用领域：自动增益控制AGC广泛应用于通信、雷达、声呐、广播、电视等领域。
自动增益控制AGC在卫星通信中还可以抑制噪声干扰，提高通信的可靠性。
自动增益控制AGC的应用，使得卫星通信系统更加稳定、可靠，提高了通信质量。
自动增益控制 AGC的性能指标
跟踪速度
定义：自动增益控制AGC对输入信号变化的响应速度重要性：决定了自动增益控制AGC对信号变化的适应性影响因素：系统带宽、滤波器类型、算法优化等优化方法：采用快速响应算法、调整系统参数等
AGC实现原理：利用FPGA的高速并行处理能力，对输入信号进行实时处理，实现自动增益控制功能。