程控放大器的设计与实现
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。
程控放大器的设计
《电子线路》课程设计设计报告题目：程控放大器的设计班级: 电子科学与技术（1）班姓名: 肖咸文****: ***2014年6月摘要本次课程设计的目的是通过设计与实验，了解实现程控放大器的方法，进一步理解设计方案与设计理念，扩展设计思路与视野。
程控放大器的组成结构：1.利用3个运放OP07构成的耳机放大电路；2.芯片CD4051八位的选择器通过片选端的控制调节R1电阻值的大小，从而改变放大倍数。
文章首先对系统方案进行论证，然后对硬件电路设计进行了说明，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，CD4051,OP07目录一、设计目的 .............................................. 错误！未定义书签。
二、设计任务和要求 (4)三、总体方案选择的论证 (4)四、单元电路的设计、元器件选择和参数计算 (7)五、绘出总体电路图，并说明电路的工作原理 (10)六、组装与调试，内容 (11)七、所用元器件的编号列表 (14)八、课程设计心得与体会 .......................... 错误！未定义书签。
九、列出参考文献 (20)一、设计目的●加深对程控放大器的性能和特点的理解，理解程控放大器的工作原理。
●学习差分放大器的主要性能测试方法。
●设计一个电路，要求程控放大器在不同的输入，输出模式时差模电压的放大倍数测试方法。
二、设计任务和要求设计和实现一程控放大器，指标要求：●增益在10～60dB之间，以10dB步进可调；●当增益为40dB时，－3dB带宽≥40kHz.●电压增益误差≤10％；●最大输出电压≤10V。
注：不可用专用集成块！三、总体方案选择的论证实现程控放大器的方案有多种，如：●用继电器改变运算放大器的反馈网络；●用模拟开关来控制运算放大器的反馈网络；●用数模转换器（D/A）的电阻网络来改变增益。
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。
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。
程控放大器的设计方案
长江大学电子系统设计竞赛参赛方案作品名称程控放大器姓名周健（电气1083）、高秀龙（电气1083）所在院系电子信息学院完成时间2011.5.29程控放大器摘要：本设计以LF353、ATMEGA16、DAC0832芯片为核心，加以其它辅助电路实现对宽带电压放大器的电压放大倍数、输出电压进行精确控制。
放大器的电压放大倍数从0.5倍到127.5倍，以±0.5倍为最小步进可设定增益步进，控制误差不大于5%，放大器的带宽大于200KHz。
键盘和显示电路实现人机交互，完成对电压放大倍数和输出电压的设定和显示。
关键字：程控放大器、高精度、控制电压、电压变换、D/A、A/D。
一、系统方案设计与论证1、方案的比较程控放大器在信号调整与控制电路具有广泛的用途，如音响设备中音量的控制，电子设备中信号的准确放大，信号处理电路中输出信号的自动稳幅等。
准确程控增益可调放大器的实现方法通常有以下几种方案可供选用。
方案一：利用可程控的模拟开关和电阻网络构成放大器的反馈电阻，通过接入不同的电阻来实现放大器的放大倍数改变，以达到程控增益的目的。
此方案的优点是控制简单，电路实现较为容易。
缺点是多路模拟开关使用频率较低，其导通电阻对信号传输精度影响较为明显，漂移较大，输入阻抗不高，对于较为精确的控制其影响难以进行后期修正，切换时抖动引起的误差比较大，切换速度较慢。
控制精度增加一位，电阻网络就增加一级，电阻网络的电阻选择也较为困难，很难做到高精度控制。
方案二：利用数字电位器作为放大器的反馈电阻，实现放大器的放大倍数改变。
此方案和方案一原理基本相同，都是通过调节反馈电阻来实现对增益的控制，不同的是选用数字电位器来实现，缺点是数字电位器为了扩大使用电压范围，内部附加了由振荡器组成的充电泵，因而会产生有害的高频噪声,它同样不能满足高精度控制要求。
方案三：利用电流型DAC自身的乘法功能,可以实现程控放大器。
此方案实现较为容易，控制精确较高，一般不能做到宽频使用。
程控放大器课程设计
程控放大器 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解程控放大器的基本原理，掌握其主要组成部分及功能。
2. 使学生掌握程控放大器的参数调整方法，能够分析并优化程控放大器的性能。
3. 引导学生了解程控放大器在不同领域的应用，拓展知识视野。
技能目标：1. 培养学生动手搭建和调试程控放大器的能力，提高实践操作技能。
2. 培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力，提高问题解决技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发学习热情，养成主动探究的习惯。
2. 培养学生团队合作意识，学会与他人共同解决问题，提高沟通与协作能力。
3. 引导学生认识到程控放大器在我国科技发展中的重要作用，培养国家荣誉感和使命感。
课程性质分析：本课程为电子技术领域的一门实践性较强的课程，旨在使学生掌握程控放大器的原理、应用和调试方法。
学生特点分析：高二年级学生具备一定的电子技术基础，思维活跃，动手能力强，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：1. 结合课本知识，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 以学生为主体，注重启发式教学，引导学生主动探究和解决问题。
3. 注重培养学生的团队合作意识和沟通能力，提高学生的综合素质。
二、教学内容1. 程控放大器原理- 线性放大器与非线形放大器的区别与联系- 程控放大器的基本工作原理- 程控放大器的优势及应用场景2. 程控放大器组成与功能- 程控放大器的核心组件：运算放大器、模拟开关、数字电位器等- 各组成部分的作用及其相互关系- 程控放大器的主要性能参数3. 程控放大器参数调整与性能优化- 参数调整方法：增益、带宽、线性范围等- 性能优化策略：降低噪声、提高稳定性等- 实际应用案例分析4. 程控放大器应用实例- 在信号处理、通信、音频等领域的应用案例- 程控放大器在高新技术领域的应用前景- 创新实践：设计与实现一个简易程控放大器5. 实践操作与团队协作- 动手搭建和调试程控放大器- 团队合作，共同解决问题- 撰写实践报告，分享学习心得教学内容安排与进度：第1-2周：程控放大器原理及优势第3-4周：程控放大器组成与功能第5-6周：参数调整与性能优化第7-8周：应用实例分析与实践操作第9-10周：团队协作、总结与反思教材章节及内容：第三章第二节：线性放大器与非线形放大器第三章第三节：程控放大器原理与组成第三章第四节：程控放大器参数调整与性能优化第三章第五节：程控放大器应用实例及实践操作三、教学方法1. 讲授法：- 对于程控放大器的基本原理、组成部分和性能参数等理论知识，采用讲授法进行教学，帮助学生建立系统的知识体系。
程控放大器的设计与实现
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。
程控放大器的设计与实现
程控放大器的设计与实现一、设计方案1.系统架构：程控放大器的系统架构主要包括输入电路、放大电路、控制电路和输出电路。
输入电路用于接收外部信号，放大电路用于对信号进行放大，控制电路用于接收微处理器的控制信号，根据控制信号来调整放大电路的增益，输出电路用于输出放大后的信号。
2.放大电路设计：放大电路是程控放大器的核心部分，其主要包括输入级、中间级和输出级。
输入级用于接收输入信号并对信号进行放大，中间级用于进一步放大信号，输出级用于将放大后的信号输出到外部设备。
设计时需要考虑放大电路的增益、带宽和失真等参数，并选择合适的放大器芯片。
3.控制电路设计：控制电路负责接收微处理器发出的控制信号，并根据控制信号来调节放大电路的增益。
一种常用的设计方法是使用数字电位器或可调电阻来控制放大电路的增益，通过微处理器来控制数字电位器或可调电阻的阻值，从而实现对放大电路增益的调节。
4.输入/输出接口设计：程控放大器需要与外部设备进行信号的输入和输出，因此需要设计合适的输入/输出接口。
输入接口通常包括音频输入接口、数字输入接口和模拟输入接口等；输出接口通常包括音频输出接口、数字输出接口和模拟输出接口等。
设计时需要考虑接口的电平、阻抗匹配和信号质量等因素。
二、实现流程1.进行系统需求分析，明确程控放大器的功能和性能需求，例如输入信号范围、输出功率、失真度等。
2.根据系统需求，设计放大电路的框图，并选择合适的放大器芯片来实现放大电路。
根据放大电路的框图，进行电路的拓扑设计和元器件的选型。
3.设计控制电路的框图，选择合适的数字电位器或可调电阻来实现对放大电路增益的调节。
根据控制电路的框图，进行电路的拓扑设计和元器件的选型。
4.设计输入/输出接口电路的框图，并选择合适的接口电路来实现与外部设备的连接。
根据输入/输出接口电路的框图，进行电路的拓扑设计和元器件的选型。
5.进行电路的原理图设计，包括放大电路、控制电路和输入/输出接口电路的原理图。
程控增益放大器的几种通用设计方法6篇
程控增益放大器的几种通用设计方法6篇第1篇示例：程控增益放大器是一种可以根据控制信号来调节放大倍数的放大器，通常用于音频设备或通信设备中。
它在许多应用场景中都发挥着重要作用，比如在音频混音台中对不同信号进行调节、在通信系统中动态地调节信号的增益等。
要设计一个高性能的程控增益放大器，需要考虑多个方面的因素，包括放大器的稳定性、带宽、增益范围、失真和噪声等。
在此，我们将介绍几种通用的设计方法，以帮助工程师们更好地设计程控增益放大器。
一种常见的设计方法是使用可变增益放大器芯片。
这种芯片通常集成了控制电路和放大电路，可以方便地实现程控增益功能。
工程师们只需要按照芯片厂家提供的设计指南进行设计，通常只需要很少的外部元件即可完成设计。
这种设计方法具有成本低、易于实现的优点，适用于一些对性能要求不是很高的场合。
另一种设计方法是使用集成运算放大器和调节电阻网络。
通过调节电阻网络的阻值，可以实现对增益的控制。
这种方法的优点是可以灵活地调整增益范围，同时可以根据需要选择不同的运算放大器以实现更高的性能要求。
但是这种设计方法需要对电路的稳定性和噪声进行较为细致的分析和优化。
还有一种设计方法是使用数字控制的程控增益放大器。
这种设计方法将控制电路部分用数字信号处理的方式实现，可以实现更精确的控制和更复杂的功能。
通常需要搭配数字模拟转换器和微控制器等器件，同时需要编写控制算法。
这种设计方法的特点是可以实现更高的精度和更复杂的控制功能，但是相对复杂度也更高。
除了以上介绍的几种设计方法外，还有一些其他的设计方法，比如使用特殊的调节元件或者非线性元件实现程控增益放大器。
不同的设计方法适用于不同的场合，工程师们可以根据具体的需求和资源选择合适的设计方法。
在实际设计过程中，需要充分考虑电路的稳定性、带宽、失真和噪声等指标，通过合理选择元件、优化电路结构和控制算法等手段来实现设计要求。
还需要进行充分的仿真和测试，确保设计的程控增益放大器能够满足实际应用需求。
基于某OP07地程控放大器设计
模拟电路课程设计报告设计课题：程控放大器设计班级：15级电子科学与技术姓名：学号：指导老师：设计时间：2017年6月12日~14日学院：物理与信息工程学院程控放大器的设计与实现摘要本文介绍了一种可数字程序控制增益的放大器。
该电路由两片OP07CP芯片组成两级反相放大器，采用CD4051芯片作为增益切换开关，通过控制开关改变反馈电阻来达到改变电路的增益的目的，可适应大围变化的模拟信号电平。
文章首先对两种系统方案进行详细介绍与优劣对比，接着概述了电路的设计过程及思路，然后又介绍了系统的调试过程与过程中遇到的问题的解决。
该系统可以很好的完成目标要求，即增益围为10DB—60DB，在40DB处有40KHZ的带宽。
关键词程控放大器；运算器放大器；增益The Design and Realization of Program-controlled AmplifierAbstractThis paper presents an amplifier with digitally controlled gain. The circuit consists of two OP07CP chip level two inverting amplifier using CD4051 chip as the gain switch, change the feedback resistance by controlling the switch to change the gain of the circuit to adapt to changes in the scope of the analog signal level. This paper first introduces the two system schemes in detail, and compares the advantages and disadvantages, then summarizes the design process and ideas of the circuit, and then introduces the debugging process of the system and the solutions to the problems encountered in the process. The system can achieve the target requirements very well, that is, the gain range is 10DB - 60DB, and there is 40KHZ bandwidth at 40DB.Key wordsProgram-controlled amplifier; operational Amplifier; gain目录1 前言 (4)2.指标要求 (6)3．总体方案设计 (6)3.1 方案一 (6)3.2 方案二 (8)3.3方案选择 (9)方案1具有如下优缺点： (9)方案2具有如下优缺点： (9)4．单元模块设计 (10)4.1单元模块功能介绍 (10)4.1.1 两级放大 (10)4.2电路参数计算 (13)4.2.1放大参数计算 (13)4.2.2 第二级放大参数计算 (13)4.2.3元器件的选择 (13)4.3各单元模块连接 (14)5.1硬件调试 (15)5.1.1 调试容 (15)5.2.2 调试方法 (15)6. 系统功能和指标参数 (16)6.1 功能 (16)6.2 指标参数测试 (16)6.2.1测试方法 (16)6.3 实测结果与设计要求的对比 (16)6.4波形记录 (17)7．设计总结 (21)【参考文献】 (22)1前言在这个数字电路高速发展的时代，许多模拟电路已被数字化，似乎数字将完全取代模拟，当然，这是不可能实现的，因为事物的本源是数字的，自然界的信息也是连续的模拟的，因此研究模拟电路也是十分有必要的。
程控放大器设计
程控放大器的设计硬件课程设计任务书 (I)前言 (1)第1章程控放大器概述 (2)程控放大器的概述及应用领域 (2)AT89C52单片机概述 (2)单片机引脚图 (2)第2章电路设计及分析 (4)OP07放大器的概述 (4)DAC0832D\A转换器概述 (5)程控放大电路的设计 (7)第3章软件设计 (10)C51语言介绍 (10)程控放大器的C语言程序 (10)附录 (11)结论 (14)参考文献 (15)前言本文分析了程控放大器的大体原理和它用对模拟信号进行稳幅和稳零的方式。
并定量分析了程控信号的可调剂范围及精度。
.当改变量程时测量放大器的增益也相应地加以改变.这种转变一般是自动进行,即不需要人为的改变电路连接,而是通过软件操纵放大器增益的改变.如此能够实现仪器量程的自动切换.另外,通过改变增益的方式使系统功能增强,在核测量中,稳谱的方式之一确实是改变输入信号的放大倍数.这就需要用到数字操纵放大器,并针对该仪器要解决的具体问题要求放大器的放大倍数在必然范围内转变,而且放大倍数调剂要求精细.该文提供了这种数控放大的一种设计方案,它的放大倍数范围为~20,其倍数的调剂步长为倍。
第1章程控放大器概述程控放大器的概述及应用领域程控放大器是一种放大倍数由程序操纵的放大器，也称为可编程放大器。
在多通道或多参数的数据搜集系统中，多个通道或多个参数共用一个测量放大器。
就每一个通道的数据搜集而言，还可实现自动操纵增益或量程自动切换，因此程控增益放大器取得普遍应用。
在本次实习中别离对显示进程运用动态扫描，按键的去抖和放大进程的编程、反馈电阻来别离实现相应的功能。
本次实习中咱们所做的简单程控放大器，只是在十分基础的范围内制作和了解。
本文简单介绍了与之相关的AT89C52单片机、OP07放大器、DAC0832D\A 转换器的概况及应用。
AT89C52单片机概述AT89C52是美国Atmel公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含8KB的可反复檫写的程序存储器和12B的随机存取数据存储器（RAM），器件采纳Atmel公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内配置通用8位中央处置器（CPU）和Flash存储单元，功能壮大的AT89C52单片机可灵活应用于各类操纵领域。
基于OP07的程控放大器设计
基于OP07的程控放大器设计程控放大器（Programmable Amplifier）是一种通过编程来控制放大增益的放大器。
OP07是一种高精度、低噪声、低失调电压运算放大器，非常适合用于程控放大器的设计。
设计一个基于OP07的程控放大器需要以下几个步骤：1.电路原理设计：放大器模块的设计通常使用标准的反馈放大器电路，以保证电路的稳定性和准确性。
放大器模块的电路原理图如下：```+---------------+IN--OP0G1---，+G2---，-----，-G3---，，—_->OUTG4---，_---RL---，_，_+-------```大模块根据实际需求设计，可以选择非反馈放大器、反向反馈放大器等不同种类的放大器。
程控模块的设计主要根据需要选择合适的电压调节电路或数字电路，控制放大模块的增益。
可以根据需求使用电阻、电容、电位器等器件来设计不同类型的程控模块。
2.参数选择与计算：根据实际应用需求，选择合适的放大系数范围和精度要求。
然后按照放大器模块的设计原理来计算所需的电阻、电容、电位器等参数。
例如，如果需要设计一个增益可调的程控放大器，希望在0-100倍范围内调节，精度为0.1倍。
可以根据反馈放大器的原理，选择适当的反馈电阻和输入电阻，然后根据公式计算所需的值。
对于OP07来说，它的增益范围一般在10^5到10^6之间，所以可以根据需要来选择合适的放大倍数。
3.PCB设计与制造：确定电路原理图和参数计算之后，需要进行PCB设计和制造。
在设计过程中，需要考虑电路的稳定性、可靠性和抗干扰能力。
将电路分为不同的功能单元，合理布局，减少干扰信号的干扰效应。
并使用合适的PCB材料和工艺制作，确保电路板质量良好。
4.编程与控制：程控放大器最重要的一步是通过编程来控制放大增益。
可以使用单片机、FPGA或其他数字电路来实现编程控制。
编写相应的软件程序，通过输入和输出接口与程控放大器进行交互，实现增益的调节。
课程设计程控放大器
课程设计 程控放大器一、课程目标知识目标：1. 理解程控放大器的基本原理，掌握其组成部分及功能；2. 学习并掌握程控放大器的编程方法，能运用相关指令进行程序设计；3. 了解程控放大器在实际应用中的优势及适用场景。
技能目标：1. 能够运用所学知识对程控放大器进行电路搭建和调试；2. 培养学生动手编程的能力，学会编写简单的程控放大器控制程序；3. 提高学生分析问题、解决问题的能力，使其能够在实际应用中灵活运用程控放大器。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术和编程的兴趣，激发其学习热情；2. 培养学生的团队协作意识，使其学会与他人共同解决问题；3. 增强学生的创新意识，鼓励其勇于尝试新的编程方法和电路设计。
课程性质：本课程为电子技术及应用方向的专业课程，以实践操作为主，理论讲授为辅。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础和编程能力，对新鲜事物充满好奇心，喜欢动手实践。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生动手实践能力的培养，引导学生学会自主学习、合作学习和创新学习。
通过本课程的学习，使学生能够达到预定的学习成果，为后续相关课程和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 程控放大器基本原理及组成- 程控放大器的工作原理- 程控放大器的电路组成及各部分功能2. 程控放大器编程方法- 编程指令介绍- 编程流程及技巧- 编程实例分析3. 程控放大器电路搭建与调试- 电路元件的选择与连接- 调试方法与技巧- 常见问题及解决方案4. 程控放大器应用案例分析- 实际应用场景介绍- 案例分析及编程实现- 学生动手实践与展示5. 程控放大器相关技术拓展- 新型程控放大器技术介绍- 程控放大器在物联网、自动化等领域的应用教学内容依据课程目标和教学要求进行安排，注重科学性和系统性。
教学大纲明确指出教材章节及内容，确保教学进度与学生接受能力相适应。
通过以上教学内容的学习，使学生全面掌握程控放大器的理论知识，具备实际应用能力。
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可以通过电流或电压控制其放大倍数的放大器。
它在信号处理、自动调节和反馈系统中有着广泛的应用。
在设计程控增益放大器时，可以采用以下几种通
用方法。
一、电压变化控制
电压变化控制是一种常见的程控增益放大器设计方法。
在这种方法中，通过改变输入
电压的大小，来实现对放大倍数的调节。
具体操作是在信号输入端连接一个电阻，然后将
电阻的电压与输入信号电压进行相加，从而控制输出信号的增益。
这种方法简单易行，但
在动态响应和线性度方面可能存在一定的问题。
三、反馈控制
以上所述的是程控增益放大器的几种通用设计方法。
根据具体的应用需求和设计要求，可以选择其中的一种或多种方法进行设计。
在实际应用中，还需要综合考虑输入电阻、输
出电阻、带宽等参数，以及电源电压、温度稳定性等因素，来优化设计方案，并确保放大
器的性能和可靠性。
程控放大器的设计
HEFEI UＮＩVERSＩTYﻩ程控放大器得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,与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得输出信号进行相应得衰减;键盘输入信号放大得倍数,并同时选取适当放大倍数,通过单片机整体控制,实现信号方大得功能。
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,要求量运放得性能万群相同,这样,线路除具有差模,,共模输入电阻大得特点外,量运放得共模增益,失调机其漂移长生得误差也相互抵消,因而不需要精密匹配电阻。
后即得作用就是抑制共模信号,将双端输出转变为单端放大输出,一室印发给接地负载得需要,后即得带您组精密则要求匹配、增益分配一般前级去高值、可改进为:因为其电路结构简单,易于定位与控制。
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,以满足题目得需要。
2.控制部分利用单片机,MCU最小系统可由５1单片机或其她派生芯片构成、置数键可由0－９这１0个数字级几个功能键组成,在软件得控制下,单片机开机后先将预置数输入,在送去显示得同时,送入ＤＡ然后等待键盘终端,并做相应得处理。
二:系统总体设计方案1。
总体设计思路根据题目得要求,我们认真取舍,充分利用了模拟与数字系统得有点,采用单片机控制放大器增大得方法,大大得提高了系统得精密度;采用仪器放大其输入,大大提高了放大器得质量。
有篇运放构成得前几高共模输入得仪表差动放大器,对不同得差模输入信号电压进行不同得方大倍数,再经过后即得数控衰减器得到要求放大得倍数得输出信号。
每种信号渡江在单片机得算法控制下得到最合理得前几放大与后即衰减,一就是信号放大得质量最佳。
下图为系统原理图:2。
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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 ]。
进行A/D 转换之前,必须考虑A/D 转换器的分辨率和模拟输入电压量程这两个问题。
在一些特殊的应用中,我们常希望输入信号的幅值接近A/D 的输入电压量程的上限。
工程上常采取改变放大器增益的方法对幅值大小不一的信号进行放大。
在计算机数控系统中,为实现不同幅度信号的放大, 往往不希望、甚至也不可能利用手动方法来实现增益变换。
利用程控放大器可以很好地解决上述问题。
程控放大器是根据使用要求由程序控制改变增益的放大器,具有控制方便,线性度高,稳定可靠等优点[ 2 ]。
使用程控放大器改变模拟输入信号的增益,并配合A/D的使用,可允许输入的模拟信号在较大范围内动态变化,达到了提高A/D 的输入电压量程的目的,也相当于提高了A/D 的分辨率。
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[ 3 ]。
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A/D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A/D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。
人工档位调节增加了仪表操作的复杂性、影响了数据测量的实时性，同时档位调节通常采用机械转扭增加了仪器的不可靠性和接触电阻对测量精度的影响。
是否可由单片机自动选择量程档位呢？答案是肯定的，传统的方法是采用可软件设置增益的放大器。
1 设计任务与要求设计并制作一个程控放大器。
通频带10Hz-150KHz，输入阻抗大于500KΩ，最大输出10VPP。
增益可调范围0-60db，每10db步进。
放大倍数可预置，可修改，并用数码管显示。
增益误差不大于 2db。
2 系统方案论证程控放大器的基本电路和一般放大器电路类似,只是不同电路其反馈网络以及期中的电阻阻值是不同的,下面就改变增益的几种常用方法作一些探讨。
2.1 方案一同相型程控放大器图2.1 同相放大器的基本电路同相型放大器的基本电路如图2.1所示。
放大器的增益G只取决于反馈电阻Rf 和电阻R1。
由于运算放大器的输入阻抗很高,尤其对于场效应输入型运算放大器, 输入阻抗可达1012Ω,因而开关的导通电阻对放大器增益的影响可以忽略不计[ 4 ]。
在图2.1中,利用运算放大器的高开环增益特性和负反馈,开关的导通电阻对增益的影响基本上得以消除。
该类电路的优点是开关导通电阻对电路的增益影响小,因此特别适用于采用模拟电子开关控制的场合。
电路的不足之处是放大器增益不能小于1 ,因此不能对输入信号进行衰减,解决办法是在前级加入无源衰减网络。
2.2 方案二反相型程控放大器图2.2 反相型程控放大器反相型程控放大器的基本电路如图2.2所示。
在图中只需改变Rf 或Ri 的阻值就可以改变放大器的增益。
电路中,切换开关SW1～SWn 可以使用模拟电子开关或继电器,通过软件控制开关的闭合或断开,用于选择不同的输入电阻或反馈电阻来达到改变电路的增益[ 5 ]。
该类电路的优点:放大器增益可大于1 ,也可小于1 或等于1 ,因此,既可以对输入的小信号进行放大,也可以对输入的大信号进行衰减,因此电路的动态适应范围很大。
但该方法的缺点也是显而易见的:由于切换开关与输入电阻或反馈电阻串联,开关的导通电阻将影响放大器的增益,特别是在使用模拟电子开关时尤其明显。
解决方法是将放大器的反馈电阻Rf 和输入电阻Ri 尽量取大一些,也可先测出开关的导通电阻,再对电路中的Rf~Rf n或Ri1~Ri n作适当的修正。
另外, 所示的放大器的输入阻抗不是固定的,因此最好加入隔离放大器以减少对前级信号源的影响。
该图所示电路，采用集成化的模拟开关担任增益切换开关，功耗小，体积小，可以由TTL或CMOS电平直接驱动，可进行放大和衰减。
同样，模拟开关的导通电阻影响放大倍数，模拟开关可以使用CMOS 系列的CD4066，CD4051~CD4053等等，也可以使用MAX75XX系列或MAX301~309，331~339，351~359系列的模拟开关。
当放大器的输入信号正负都有时，模拟开关必须双电源供电。
2.3 方案三 DAC型程控放大器DAC型程控放大器由DAC 和运算放大器组成,其原理是利用DAC的乘法功能实现可变增益控制[ 6 ]。
DAC内部主要由R-2R 电阻网络和模拟电子开关构成,例如DAC0832、AD7520 等电流输出型芯片。
此类程控放大器的优点:由于DAC中的R-2R电阻网络是采用精密光刻技术生产出来的,电阻的误差较小,温度系数也比一般的金属膜电阻低得多,因此构成的程控放大的增益误差较小;另外，只要取合适的输入电阻Ri或反馈电阻Rf,电路和增益可以大于1,也可小于1,也可以等于1,甚至为0。
电路的缺点:由于DAC内部的分布电容影响,电路的频响不是太理想,电路增益也不容易做得较大;另外电路的信噪比也较差。
另外，虽然市场上已有单片集成程控放大器芯片,如AD526、PGA204等产品,但它们的价格昂贵,放大的增益用户无法自行改变。
3 硬件电路设计总结上述三种方案，我决定选用芯片NE5532实行三级放大，用CD4052模拟开关进行切换选择，单片机进行控制。
系统分两大模块，一是控制模块，一是放大模块。
图3.1是硬件电路框图。
图3.1 硬件电路框图如图所示，输入信号先经过设置为电压跟随器的晶体管，提高输入阻抗。
然后进行一级放大，二级放大，三级放大。
再由单片机控制放大倍数，选通模拟开关以及运放，关将结果送数码管显示。
3.1 控制模块图3.2为控制模块电路图。
控制模块主要由单片机组成，键盘扫描电路和显示电路则分别接在单片机的四个端口。
在P0口，接共阳的数码管，P2.4~P2.7接晶体管，控制数码管的位选端。
P2.0接程序指示灯。
键盘扫描接在P3口。
P1口分别接入一6脚排插用来连接模拟开关和6线下载器。
复位电路采用按键复位。
图3.2控制模块3.1.1 AT89S51:MCS-51系列单片机中HMOS工艺制造的芯片采用双列直插（DIP）方式封装，有40个引脚[ 7 ]。
（1）电源引脚。
VCC正常运行和编程校验时为5V电源，Vss 为接地端。
（2）I/O总线。
P0.0~P0.7（P0口），P1.0~P1.7(P1口)，P2.0~P2.(P2口)，P3.0~P3.7（P3口）为输入/输出引线。
（3）时钟。
XTAL1：片内振荡器反相放大器的输入端。
XTAL2：片内振荡器反相器的输入端，也是内部时钟发生器的输入端。
（4）控制总线。
RST：复位输入信号，当该引脚上出现2个机器周期以上的高电平时，可实现复位操作，此引脚为掉电保护后备电源之输入引脚。
3.1.2 键盘扫描本实验键盘扫描接为4X4矩阵，用反转法处理线路。
反转法：将行线作为输出线，列线作为输入线。
行线输出全“0”信号，读入列线的值。
然后将行线和列线的输入输出关系互换，并且将刚才读到的列线值从行线的端口输出，再读取行线的输入值[ 8 ]。
键盘扫描接在单片机P3口。
根据反转法原理，P3.0~P3.3作为行线，P3.4~P3.7作为列线，即低位为行，高位为列。
先置低位为0，读高位值；再将行线与列线的关系互换，置高位为0，读低位值。
比较前后两值，即可判断哪个键按下。
3.2 放大模块图3.3放大模块图3.3为放大模块电路。
NE5532一共8脚。
3脚为同相输入端，2脚为反相输入端。
8、4脚分别接正负12V电源。
反馈网络由模拟开关CD4052组成。
CD4052共16脚。
16脚接+5V，6、8脚接地，7脚接—5V，9、10脚接单片机控制信号。