可编程仪器放大器设计
基于单片机的可编程放大器硬件设计
综 上所 述 ， 案 三 中 采 用Ｄ／Ａ转 换 器 方 组 成 的 可 编 程 放 大 器 ， 有 较 好 的 微 机 接 具 带 能 满 足 题 目要 求 ， 选择 方 案 三 。 故
便 、 围 布 线 简 化 等 特 点 ， 可 以 采 用 性 信 号 则 是 指 输 出 既 有大 干 ０ 部 分 也 有 外 故 的
可实 现 量 程 多 级 变 化 而且 线 路 简 单 ， 由 但 改 变 反 馈 电 压 进 而 控 制 电路 增益 。 考 虑 又
于 数 字 电 位 器 制 造 工 艺 等 因 素 限 制 ， 通 其
频带受限。
到 ＤＡＣ０ ３ 是 一种 廉 价 型 的 ８ Ｄ／ ８２ 位 Ａ转 换
ｎ
要
求最大功率为： Ｉ√ ＝ ｗ， ２ ２ １ 故要对其 Ｊ
ｒ 一
ｆ １
方 案 三 ： 用 Ｄ／Ａ转 换 器 实 现 程 控 增 利 益放 大 器 ， 图 ３ Ｄ／Ａ转 换 器 内 部 有 一 组 如 。 模 拟 开 关 控 制 的 电 阻 网络 ， 运 放 一 起 可 与 组 成 可 控 增 益 放 大 器 。 方 案 能 很 好 的 实 该
Ｉｌｌ｝ｉ嚣。 ｊｌｌ－： 。 ｛Ｉｊ ｌＩｊ ２ｊ
基于 单 片机 的 可 编 程放 大 器硬 件 设计 ① 工程技术
岛 盟 飞
（ 西南 交通大学 机械工 程学 院 成 都 ６１ ５ １ ６） ７
摘 要 ： 系统通过Ｓ Ｃ 片 对Ｄ 置数 ， 本 Ｔ 单 机 Ａ 再经过 后级放 大调理 电路 实现 了输 出信号峰峰 值受数 字信号控 制并使 得增益调 节达 到１ ０ 量 ００ 程。 在实现题 目功能时 ， 增加 了电源模块 ， 结合放 大电路 ， ／ 转换 电路 ， 片机最 小控制 系统 ， ／ 并 ＡＤ 单 Ｄ Ａ转换 电路 等构成 闭环 系统 。 通过 采 样 将实际值输 出到单 片机 ， 由单 片机进行比较调整 ， 制数 字量输 出， 而实现Ａ Ｃ 能。 控 从 Ｇ功 由于使 用了数字控 制与采样 反馈调整控制技术 ，
课程设计可编程放大器设计
一、可编程放大器设计简要说明：放大器的放大倍数一般可以通过电位器调节。
在自动控制系统中，有时希望用计算机的指令来改变放大倍数，本题提出的任务就是属于这种情况。
设计任务和要求：设计并制作一个可编程放大器，其要求如下：1．电压放大倍数由计算机的指令给定，即计算机通过数据线将BCD 码N （8bit ）送给数据锁存器（它是可编程放大器的一部分，其地址码由设计者选定）后，放大器的输出电压与输入电压符合下列函数关系：i o Nv v -=直到计算机给它送来新的数据以前，在温度等因素不变的条件下，这个函数关系保持不变。
2．电压放大倍数的实际值与上述函数关系中的N 之差的绝对不超过)21001(+N ，其条件是：⑴ 1≤N ≤99；⑵ v O 的绝对值在1V 至10V 范围以内；⑶ 温度在100C 至300C 范围内；⑷ v I 是变化缓慢的直流信号；3．输入电阻不小于100M Ω。
提示：可将8只加权电阻分别与8只开关（它们的通断状态由数据锁存器的输出控制）相串联，再把这8条支路并联起来，作为反相比例电路中的电阻，便可构成基本的可编程放大器。
参考书⑴《现代电子学及应用》，童诗白、徐振英编，高等教育出版社，1994年⑵《电子系统设计》，何小艇等编，浙江大学出版社，2000年⑶《集成电子基础教程》，郑家龙、王小海、章安元编，高教出版社，2002年5月 ⑷《电子技术课程设计指导》 彭介华编，高等教育出版社，1997年10月⑸《新编555集成电路应用800例》 陈永甫编著 电子工业出版社 2000年4．设计报告内容要求：⑴．写出你考虑该问题的基本设计思路，画出一个实现电路功能的大致框图。
⑵．画出框图中的各部分电路，尽量选用各种集成运放和其它模拟集成电路。
对各部 分电路的工作原理应作出说明。
⑶．画出整个设计电路的原理电路图，并简要地说明电路的工作原理。
⑷．图用直尺画，设计报告文字通顺，清晰，原理要表达清楚。
⑸．评分依据：①设计思路，②单元电路正确与否，③整体电路是否完整，④电路原 理说明是否基本正确，⑤报告是否清晰，⑥答辩过程中回答问题是否基本正确。
可编程仪表放大器的优化设计
ｉ ｏｎ
Ｓ Ａ ａ－ｏ， Ｇ ｏｃｅ， Ｇ ｏｇ ｇ Ｈ Ｚ ｎｙｕＡ ｕ－ｈｎＹ ｕ－ｉ ｈ ｎ Ｕ ｎ （ｅｅＵ ｉ ｒｔｏＳｉ ｃ ＆Ｔｃｎｌ ｙＳｉ ｚｕｎ ００５， ａ Ｈｂｉ ｖ ｓｙ ｃｎｅ ｅｈｏ ｇ， ｉｈａｇ ０４Ｃｉ ） ｎ ｅ ｉ ｆ ｅ ｏ ｈａ ｊ ５ ｈ ｎ
压首先由两个缓冲放大器按照单位增益
Ｕ ｍ ６ＮＤ
图 １ 三线加１ 减式 串行接 口数字电位器
进行放大， 得到差分电压 Ｕ１Ｕ， １ ， － 然后送 至减法器。在减法器中，Ｕ与一 ＋ Ｕ的运算
移位， Ｗ－ 之间的电阻值Ｒ 使 Ｌ 二增大； ／接低电 当ＵＤ 平时向下移位，ｗ减小。 Ｈ Ｌ Ｒ， ， 设 ， 端的总电阻为Ｒ， 滑
用， 数据能 保存１ 年。Ｎ 为 ０ ０ ＩＣ 计数脉冲 输人端， 靠下
降沿触发。ＵＤ ／为加／ 减计数控制端， 接高电平时做加
计数， 接低电 做减计数。 Ｓ 平时 Ｃ 为片选端。
数字电位器内部主要包括以下６ 部分： ①加碱 计
数器；）ＰＯ （Ｅ Ｒ Ｍ存储器； ２Ｚ ③存储与调用控制电 ④ 路；
吵 些 ＣＳ
加／ 减 计 数 器 王 ：ｒ
ｒ
译 பைடு நூலகம்
码
器
． ． ． ． ． ． １ ． ． ． ． ． Ｌ
．
毓 尸
电限
网络
大器使用， 以提高输人阻抗并降低输出阻 抗；３ Ａ 为差分放大器， 作减法器使用， 可完 成减法运算；Ｕ，Ｕ为差分输人信号电 ＋ － 压；Ｒ 为＋． ＵＥ ＋ ５ Ｆ ２ Ｖ基准电压；， ； 代表数字电 Ｒ
沙占 安国臣， 友， 于国庆
（ 河北科技大学 信息科学与工程学院， 石家庄 ００５） ５０４
可编程增益放大器的分析与设计
可编程增益放大器的分析与设计随着科技的不断发展，可编程增益放大器（Programmable Gain Amplifier，PGA）在电子电路领域中得到了广泛应用。
它具有可以根据需要调整增益的特点，在信号处理、传感器接口、音频设备等方面发挥着重要的作用。
本文将对可编程增益放大器的原理、特点和设计方法进行分析与探讨。
可编程增益放大器的基本原理是通过调节放大器的增益来实现信号的放大或衰减。
常见的可编程增益放大器一般由可变电阻网络和运算放大器构成。
可变电阻网络通过改变电阻值来调整放大器的增益，而运算放大器则起到放大信号的作用。
通过这两个部分的协同工作，可编程增益放大器可以实现不同增益的选择。
可编程增益放大器具有以下几个特点。
首先，它可以根据需要进行增益的调整，从而适应不同的应用场景。
其次，它具有较高的增益精度和稳定性，可以满足对信号处理的高要求。
再次，它可以实现低功耗和低噪声的设计，提高信号的质量。
最后，它具有较好的线性度和带宽，可以满足高速信号处理的需求。
在可编程增益放大器的设计过程中，需要考虑一些关键因素。
首先是电阻网络的选择，不同的电阻网络可以提供不同的增益范围和精度。
其次是运算放大器的选型，需要考虑增益带宽积、输入偏置电流和功耗等指标。
此外，还需要考虑功耗的优化和抗干扰能力的提高。
设计可编程增益放大器的方法主要包括两个方面。
首先是电路拓扑结构的选择，常见的有反馈式、前馈式和混合式等结构。
不同的结构适用于不同的应用场景。
其次是参数的优化和调整，可以通过仿真和实验的方法来确定最佳的参数取值。
同时，还需要考虑可编程增益放大器在整个系统中的匹配和接口的设计。
总而言之，可编程增益放大器作为一种灵活可调的放大器，具有广泛的应用前景。
通过对其原理、特点和设计方法的分析与探讨，可以更好地理解和应用可编程增益放大器。
相信在未来的发展中，可编程增益放大器将在电子电路领域中发挥出更大的作用。
可编程增益放大器模拟通道的设计
可编程增益放大器模拟通道的设计Design of analog channel of programmablegain amplifier摘要本文为可编程增放大器的模拟通道设计，它主要由三个模块电路构成，前级放大电路，后级功率放大电路和有效值转换电路，设计采用分级设计匹配互连的思想。
该放大器以单片机AT89S52为控制核心，两级级联的低噪声增益可程控集成运算放大器AD603芯片为放大核心，利用控制通道D/A转换器输出模拟电压控制AD603的增益控制端，实现增益的控制。
输入缓冲级电路采用电压反馈型运放OPA642构成电压跟随器，有效提高输入阻抗。
后级功率放大电路采用电流反馈型运放AD811和三极管2N3904和2N3906等搭建推挽电路，提高放大器驱动负载的能力。
有效值转换芯片AD637将交流转换为直流经A/D转换后由单片机显示电压有效值。
在电路布局中使用多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激。
该电路最小增益0dB,最大增益可达80dB，带宽可达10MHz且具有良好的稳定性。
在控制通道中通过键盘手动预置增益值，LCD实时显示预置增益值和输出电压的有效值，操作简单可靠。
该放大器宽频带、低噪声、高增益、性能稳定。
关键词：直流放大器；程控增益；AD603；功率放1绪论1.1课题背景随着社会发展，各类型放大器的运用领域不断扩展。
在当今科技和通讯高速发展下，各种自动化、智能化仪器装置对信号的要求越来越高，尤其在一些高精度的领域，对小信号的放大与处理要求更为严格。
普通的运算放大器存在着本身不可忽略的缺点，用普通的运放设计的放大器一般具有频带窄、噪声系数大、低增益的特点。
而可编程增益宽带放大器可以对宽频带、小信号、交直流信号进行高增益的放大，广泛地应用于军事、无线通信、移动电话、卫星通信网、全球定位系统（GPS）、直播卫星接收（DBS）、ITS通信技术及毫米波自动防撞系统等领域，有着广阔的应用前景。
在许多应用中，为了优化整个系统的动态范围，可编程增益放大器是最基本的模块。
可编程放大器的设计报告
可编程放大器设计报告作者：潘亮平（20071650）郑侃（20071656）目录摘要------------------------------------------------------------------------------2 一．核心模块的方案论证与比较-------------------------------------------31.1 滤波模块-------------------------------------------------------------- 31.2控制模块----------------------------------------------------------------3 1.3显示模块--------------------------------------------------------------- 31.4自动增益模块-----------------------------------------------------------41.5波形放大模块----------------------------------------------------------4二．方案设计与总体论证----------------------------------------------------4 三．单元电路分析与实现---------------------------------------------------53.1滤波模块---------------------------------------------------------------53.2显示模块-------------------------------------------------------------- 63.3 波形放大模块-----------------------------------------------------------73.4 自动增益模块-----------------------------------------------------------8四．单片机软件设计----------------------------------------------------------94.1软件功能---------------------------------------------------------------94.2 流程图------------------------------------------------------------------9 五．测试结果及分析----------------------------------------------------------9六．设计总结-------------------------------------------------------------------10七．附录------------------------------------------------------------------------117.1 主要元器件清单--------------------------------------------------------117.2 程序清单---------------------------------------------------------------11可编程放大器设计报告摘要本设计主要以DAC0832内部的电阻网络作为核心，利用AT89S52单片机控制所选D/A的电阻网络状态，同时利用两个独立键盘来控制正弦波的放大倍数，并利用四位数码管将其显示出来。
可编程增益放大器PGA的设计（可编辑）
可编程增益放大器PGA的设计东南大学硕士学位论文可编程增益放大器PGA的设计姓名:龚正申请学位级别:硕士专业:电路与系统指导教师:冯军20070301摘要随着人们对网络依赖程度的提高,传统的局域网已经不能满足人们对移动和网络的需求,无线局域网应运而生。
无线局域网在可移动性和组网方式上的优势打破了原先有线以太网对通信场所的限制,它还具有无需布线,灵活移动,部署和维护成本低等优点。
无线局域网的这些优点,使得其应用领域不断扩展,发展速度迅猛。
本文所设计的可编程增益放大器,应用于一个基于 .标准,采用.标准,所支持.工艺实现的无线局域网接收机系统。
根据的信道带宽为。
由于采用了正交频分复用技术,的输入信号为解调的基带信号。
要求其提供内的增益控制。
该接收机系统要求可编程增益放大器的增益变化的范围为到,步长。
在分析之前设计方案不足的基础上,可编程增益放大器采用了分级可选放大器的系统结构,该结构使得每级放大器的增益可以单独测试和调整,以克服工艺角偏差对增益精度的影响,并降低了功耗。
核心电路由交叉耦合的共源共栅放大器和电流反馈放大器组成,具有较好的线性度。
为了进一步提高的增益精度和工艺稳定性,本文设计了一个输出参考电压对工艺偏差和温度变化不敏感的带隙电压源,该带隙电压源采用分段线性补偿技术进一步减小了输出参考电压的温度系数。
后仿真结果显示的最大增益误差小于.,在各个工艺角下经过调整后的最大增益误差小于.,静态功耗小于.。
带隙电压源输出参考电压在.~的温度变化范围内的温度系数小于./:。
当电压在.到.变化时,输出参考电压的温度系数小于/:,总的静态电流小于。
关键词: 无线局域网,可编程增益放大器,电流反馈放大器带隙基准,分段线性曲率补偿.. .啪...,.. ..,,.. ℃ . .... . . . ./ . .., /.:,,?东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
可编程增益放大器电路设计
可编程增益放大器电路设计
特定医学和科学仪器应用需要放大和测量微伏级信号。
例如，精确测量基于热电偶的微热量计输出，就需要一个达到很高增益并表现出优异热稳定性和低噪声的放大器。
图1示出了两个放大器的组合如何产生一个可编程增益放大器，它提供160~10240 的可选增益。
该电路还提供5mV典型偏移电压、20 nV/℃偏移漂移、0.1Hz时9 nV等效输入噪声电压。
IC1是Cirrus Logic CS3301低压、差分输入、差分输出、削波器漂移补偿可编程增益放大器，充当输入放大级，并驱动IC2，即电压较高的INA114仪表放大器输出级。
CS3301提供1 ~ 64范围的7种可编程增益，而INA114 提供固定增益160。
这种组合实现了160 ~ 10240的增益。
热电偶产生1mV信号，从INA114产生10.24V输出。
要选择其它增益值，可改变INA114的增益设置电阻器R3的值。
外部DIP开关和上拉电阻器连到 3.3V电源（未显示），编程了CS3301的增益控制脚和多路转换器控制引脚。
一个能驱动3.3V逻辑电路的微控制器也能控制这些控制输入端。
连接CS3301的输出端和INA114的输入端、一个由R1、R2、IC1的输出电阻器组成的RC 低通滤波器以及C1，就能限制高于500Hz的噪声。
可编程仪器放大器设计
根据运算放大器的工作原理，可确定 RG 的值。 由 U U 可得： iG
ui1 ui 2 ; RG
i i =0，
uO1 uO 2 iG ( R1 R2 RG ) ( R1 R2 RG )
uI 1 uI 2 RG
可得： u O
R6 R4 R u O1 (1 4 ) uO 2 R3 R3 R5 R6
240K 、 40K 、 15.1K 、 6.6K 、 3.2K 。
电阻的阻值的实现： 阻值大小 实现方式 串联： 200K 20K 20K 串联： 40K 40K 串联： 20K 10K 串联： 20K 5.1K 串联： 10K 5.1K 串联： 5.1K 1K 500 串联： 2K 1K 200
AS 3
R1 R2 R3 R4 R5 R3 R4 R5
若 S 4 接通，则：
AS 4
R1 R2 R3 R4 R 5 R4 R5
若 S 5 接通，则：
AS 5
R1 R2 R3 R4 R5 R5
实验中所用的 CD4051 芯片功能与上图所示的可编程增益放大器的基本电 路类似，实验中从芯片上的八个 I\O 端口上选出五个接到变动的电阻 RG 上，实 现档位控制功能。
六、实际电路设计
由前面电路原理的分析得： Auf 原理图如仿真电路图所示： 选择电阻： R1 R2 R 30K
R3 R5 25.1K R4 R6 20K
uO R 2R 4 (1 ) u I1 u I 2 R3 RG
则由计算可得放大倍数为 1,、2、4、8、16 所对应的 RG 分别为：
可编程数控增益放大器的设计与制作
可编程数控增益放大器的设计与制作作者:徐继业[摘要]当接通电源时，220V电压经过桥式整流、滤波电容、稳压二极管等转化为正负15伏电源，给放大器供电，本文主要介绍用计数器控制放大器的放大增益的不同，从而得到想要的放大倍数。
就是给计数器脉冲使计数器计数，同时在四个数据输出端输出不同的状态经反相器和模拟开关使对应输出端的电阻工作，给放大器一个输入信号，由前面的工作电阻的大小决定了输出放大增益的大小。
我们使用的芯片有：放大器UA741、模拟开关C4066、计数器74LS161、反相器74LS04。
[关键词]数控增益 16 放大一、设计思路、方案对比与选择1、设计思路数控增益放大器是计算机控制模拟系统中经常用到的，要做出这样的增益放大需找一个切合实际的题目，题目的选择是做增益放大的关键。
我们做的是用放大器来实现增益，我们所选的放大器是uA741。
首先给放大器一个信号。
然后再用4个不同阻值的电阻。
让它们进行不同的并联，使其产生不同的变化，出现不同的阻值。
要实现这样的变化，我在前面使用了16进制的计数器来实现，它可以产生16种不同的状态。
计数器的工作是用一个开关来实现，用一个开关给它脉冲让它产生16种不同的状态。
计数器从Q0Q1Q2Q3出来的初始状态我们设置为0000，以后每次摁一下后面就加1。
直到计数器出现1111时，是计数器的最后一种状态，也是这个电路增益到最大的值。
然后依次循环。
在计数器后面我加了个反向器，这个反向器的作用是因为，在反向器后面需要一个4066的模拟开关，要使这个开关工作，必须先要给它一个高电平才可以来使模拟开关工作。
我们这个电路是需要低电平才可以工作，这样就必须使用一个反向器。
让模拟开关的一端接入高电平，高电平进入反向器转化低电平，这样就可以使整个电路处在工作的状态。
整个电路的计算可以用公式来计算，这个放大的倍数在于放大器2、6脚的电阻，我们所选的是100K。
公式为：AV=1+R7/Rx，当计数器出现0001时，它的放大倍数为11倍：AV=1+100/10=11。
广东石油化工学院：可编程放大器设计(模拟电子技术课程设计)
三、单元电路设计与参数计算
3.1 计数器
在电子计算机和数学逻辑电路中，计数器是最基本的部件之一，它能累计输 入脉冲的数目，就像我们数数字一样，如来的时钟脉冲的宽度一定时，计数器就 成了定时器，在自动化控制等许多方面有不可替代的作用。
放。包括 OP07\F032\F714 等。 （3）高输入阻抗集成运放。采用场效应管构成的高输入阻抗集成运放,其输
出阻抗可达 1012Ω数量级。 （4）高速集成运放(如 LM318),可用于 A/D\D/A 转换\有源滤波\模拟乘法器
等。另外还有高压集成运放,可以解决高输出电压或高输出功率的要 求。
4066模拟开关控制电阻的放大电路可编程放大器设计模拟电子技术课程设计方案3方案是ui输入信号时运用继电器开关来控制电阻电路的通断74ls161计数器接收到上升沿电平出发的时候74ls161计数器转换成两个4位bcd码来控制npn放大电路使继电器有足够的电流工作进而使8路电阻通断状态实现电压的放大效果
图 4 继电器的控制电阻仿真电路 方案 1 这个方案它是用了 8 个开关来实现，这样可以做出可编程放大器结 果。但这不符合老师所给选的题目要求，所以不选此方案。 方案 2 这个方案用 4066 模拟开关通过 74ls161 计数器 BCD 码，74ls161 计 数器产生 BCD 码可以实现 00-99 种不同的状态。这个方案完全达到题目的要求， 它不可以对信号进行放大，由于 4066 内部电阻影响，当输入电压增大放大变大 所造成的误差值很明显超出老师的 1 N 2 要求，这是这个电路的最大缺点。
可编程放大器的设计
目录摘要 (1)Abstract. (1)引言 (1)1概述 (1)1.1 系统概述 (1)1.2 总体设计思路 (2)1.3主要技术指标 (3)2单元电路设计 (3)2.1放大电路及其调整 (3)2.2可编程控制单元 (4)2.3显示电路 (6)2.4模数转换电路 (8)3整机电路 (11)4制作与调试 (12)4.1 PCB板的制作 (12)4.2各个功能块的测试 (12)4.3系统测试 (12)结束语 (13)参考文献: (13)附录 (14)可编程放大器的设计摘要：电子技术应用的许多场合都涉及到信号的放大问题。
本文介绍了一种三位可编程放大器的设计方案。
它采用MCS-51系列单片机作为控制核心，控制方便、灵活，电路简单，准确度高，稳定性好，易扩展，因此应用十分广泛。
关键词：编程；放大器；数模转换The Design of Programmable Amplifier Abstract:Application of electronic technology in many occasions are related to the amplification of the signal problem. This paper introduces a three bit programmable amplifier design. It uses the MCS-51 series single-chip microcomputer as the control core, the control is convenient, flexible, simple circuit, high accuracy, good stability, easy to expand, so the application is very extensive.Key words：programming；amplifier；ADC引言在实际生产应用中，常常需要对传感器采集到的信号进行放大处理，因此，放大器的应用十分广泛，从小型仪表到大型电子机械中无所不用，是任何现代电子系统中不可缺少的组成部分。
实验13 可编程放大器
实验13 可编程放大器实验1 实验目的1）初步认识现代电子系统。
2）进一步学习小信号放大器的电路制作，调试。
3）编制软件，初步学习VC语言对计算机接口电路的控制。
4）安装调试软件和电路。
2 实验仪器计算机，示波器，信号发生器，数字万用表，直流稳压电源。
3 实验原理现代电子系统一般由软件和硬件两部分组成，通过硬件和软件的有机结合可实现较复杂的功能。
现在所用的电器大都可分为硬件和软件两大模块，例如计算机可作如下的划分，主机属于硬件，是计算机工作的基础；操作系统是软件，可以控制主机实现各种各样的功能。
前面的小信号放大器实验，用纯硬件实现，是一个放大倍数已经固定的放大电路。
可编程放大器是增益可编程控制的放大器，是一种变增益小信号放大器。
设计可编程放大器的主要目的，是为了使有一定动态范围的信号，在A/D转换前实现动态压缩，保证转换精度。
以8位A/D转换为例，输入信号动态范围为0.5mV—50mV，则若以50mV对应1111,1111B，转换精度为0.1953125mV，这对输入0.5mV，转换精度明显下降，引入了大量的量化噪声。
倘若使用变增益放大器，控制输出基本恒定，就能实现高精度的A/D转换；同时根据放大器在某一时刻的增益和此时的输出电压值，可计算得该时刻的输入模拟电压值；此外，通过对放大器的增益编程控制，还可改善放大电路的频响特性。
本实验依据上述思想，主要组成框图如下：放大电路由前置放大器、可控衰减器和中间放大器组成。
输出信号Vo经过声卡的A/D 转换生成数字信号，由软件对数字信号幅值进行判别，计算出衰减控制码并通过并口控制可控衰减器，从而对输出信号Vo幅值进行控制。
图13.1中，声卡起的是AD转换器的作用。
声卡作为语音信号与计算机的接口部件，其最基本的一项功能就是A/D转换。
当对需要采集的信号的频带在声卡的频带范围内时，使用声卡作为采集卡是一种很好的选择，有以下几点原因：（1）价格便宜。
一般声卡的价格才一百多元，比起自己开发一块采集卡的成本低得多。
可编程放大器设计方案
一、 本作品所完成的题目要求：1．基本要求（1）放大器输入正弦信号电压峰峰值Vpp为20mV~10V，电压放大倍数为0.5~100倍可调，最大步进10倍，通频带为20Hz～20kHz，放大器输出电压无明显失真。
（2）电压放大倍数的误差不大于5%。
(3）具有放大倍数的设置功能。
2、提高部分（1）电压放大倍数扩展至1000倍，步进可调。
输入正弦信号电压峰峰值Vpp为2mV~20V，通频带为2Hz～100kHz。
（2）电压放大倍数的误差小于3%。
二、 作品概要：本作品由89C52单片机为控制核心，实现了4×4键盘数据输入、LCD液晶显示并完成了题目所需的过大功能。
其放大/衰减部分由D/A转换器的电阻网络及运放OP27组成并使用甲类功放使其足以驱动50Ω的负载，为了实现衰减功能加入了2V、3V比较器和峰值检波电路。
结构框图如下图：三、 各模块的理论及实现说明：1、放大/衰减模块：此模块运用了三级放大器的级联，第一第二级为放大级放大倍数均为1~32倍两级为1~1024倍，第三级为衰减级倍数为 1/256~1倍，在实现放大功能时，第三级放大倍数为1倍，衰减时，第一第二级总放大倍数为1倍，其电路图如下：2、自动增益比较控制电路：此模块由峰值检波器和两个电压比较器组成，当峰值检波器将信号峰值取出后与电压比较器的2mod2及3mod2比较，将信号反馈给单片机。
若信号峰值在此区间内，则不放大也不衰减。
大于则衰减，小于则放大。
峰值检波器电路及仿真结果如下图：电压比较器电路如下图：当VO 小于2时P27=1，P26=0；当VO 大于3时P27=0，P26=1；VO 介于2V 3V 之间则P27=0，P26=0;从而实现自动增益中的衰减或放大选择。
3、键盘输入电路：此键盘为4×4按键组成，分别为0~9数字键、确定键、返回键实现了放大倍数的输入及放大模式的数字选择。
其电路原理如下：此为矩阵键盘的基本表示形式，故不再赘述。
adc 可编程增益放大器电路设计
adc 可编程增益放大器电路设计
设计可编程增益放大器（PGA）电路时，需要考虑多个方面，包
括电路拓扑结构、放大器类型、增益范围、输入输出阻抗、带宽、
精度和稳定性等因素。
以下是从多个角度全面回答这个问题：
1. 电路拓扑结构：
可编程增益放大器可以采用多种拓扑结构，如反馈式放大器、仪器放大器、可编程运算放大器等。
选择合适的拓扑结构取决于具
体的应用需求和性能要求。
2. 放大器类型：
在设计可编程增益放大器时，需要选择合适的放大器类型，
如运算放大器、差分放大器、仪器放大器等，以满足不同的输入信
号类型和增益调节要求。
3. 增益范围：
可编程增益放大器的设计需要考虑增益范围的需求，通常通
过数字控制或模拟控制来实现可调节的增益范围，以适应不同的输
入信号幅度。
4. 输入输出阻抗：
为了确保信号的正确传输和匹配外部电路，设计中需要考虑
输入输出阻抗的匹配和控制。
5. 带宽：
可编程增益放大器的设计需要考虑带宽的要求，特别是对于
高频信号的放大需求，需要选择合适的放大器类型和频率补偿电路。
6. 精度和稳定性：
在设计中需要考虑放大器的精度和稳定性，包括温度漂移、
漂移校准、噪声等因素，以保证放大器在不同工作条件下的性能稳
定性。
综上所述，设计可编程增益放大器需要综合考虑电路结构、放
大器类型、增益范围、输入输出阻抗、带宽、精度和稳定性等多个
方面，以满足具体的应用需求和性能要求。
在实际设计过程中，需
要进行详细的电路仿真和实验验证，以确保设计的可编程增益放大器能够稳定可靠地工作。
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。
可编程仪器放大器设计
可编程仪器放大器设计——低频电子线路课程设计实验报告一．实验概述采用通用运放LM324设计和模拟开关CD4051构成一个可编程增益放大器，其中放大器由仪器放大器（测量放大器）构成，增益控制部分由CD4051模拟开关和电阻构成。
二．技术指标1.电压放大倍数：1.、2、4、8、16五档可控。
2.输入电阻：Ri>=100KΩ。
3.输入信号电压：正弦波，有效值50mv。
4.电源电压：±12v范围内可任选。
三．实验仪器1．熟悉电路的工作原理。
2．根据技术指标通过分析计算确定电路行驶和元器件参数。
3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。
4．计算机仿真。
四．实验仪器函数信号发生器、数字万用表、交流电压表、直流稳压源、LM324芯片、CD4051芯片、面包板、导线、电阻。
五．设计原理1．模拟开关CD4051芯片1）芯片管脚CD4051芯片引脚图2）芯片原理CD4051芯片在电路中起模拟开关的作用，在电路中通过对开关A到G的控制实现对输入信号不同倍数的放大。
CD4051是单8通道数字控制模拟电子开关，有三个二进控制输入端A、B、C和INH输入，具有低导通阻抗和很低的截止漏电流。
C、B、A依次为高、中、低位，控制X0到X7的输出。
幅值为4.5～20V的数字信号可控制峰值至20V的模拟信号。
这些开关电路在整个VDD-VSS和VDD-VEE电源范围内具有极低的静态功耗，与控制信号的逻辑状态无关。
当INH输入端＝“1”时，所有的通道截止。
三位二进制信号选通8通道中的一通道，可连接该输入端至输出。
3）管脚功能说明引脚号符号功能1 2 4 5 12 13 14 15 IN/OUT 输入/输出端9 10 11 A B C 地址端3 OUT/IN 公共输出/输入端6 INH 禁止端7 VEE 模拟信号接地端8 Vss 数字信号接地端16 VDD 电源+2．放大电路LM3241）芯片管脚LM324芯片引脚图2）芯片原理LM324是一个四运算放大器。
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可编程仪器放大器设计
——低频电子线路课程设计实验报告
一．实验概述
采用通用运放LM324设计和模拟开关CD4051构成一个可编程增益放大器，其中放大器由仪器放大器（测量放大器）构成，增益控制部分由CD4051模拟开关和电阻构成。
二．技术指标
1.电压放大倍数：1.、2、4、8、16五档可控。
2.输入电阻：Ri>=100KΩ。
3.输入信号电压：正弦波，有效值50mv。
4.电源电压：±12v范围内可任选。
三．实验仪器
1．熟悉电路的工作原理。
2．根据技术指标通过分析计算确定电路行驶和元器件参数。
3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。
4．计算机仿真。
四．实验仪器
函数信号发生器、数字万用表、交流电压表、直流稳压源、LM324芯片、CD4051芯片、面包板、导线、电阻。
五．设计原理
1．模拟开关CD4051芯片
1）芯片管脚
CD4051芯片引脚图
2）芯片原理
CD4051芯片在电路中起模拟开关的作用，在电路中通过对开关A到G的控制实现对输入信号不同倍数的放大。
CD4051是单8通道数字控制模拟电子开关，有三个二进控制输入端A、B、C和INH输入，具有低导通阻抗和很低的截止漏电流。
C、B、A依次为高、中、低位，控制X0到X7的输出。
幅值为4.5～20V的数字信号可控制峰值至20V的模拟信号。
这些开关电路在整个VDD-VSS和VDD-VEE电源范围内具有极低的静态功耗，与控制信
号的逻辑状态无关。
当INH输入端＝“1”时，所有的通道截止。
三位二进制信号选通8通道中的一通道，可连接该输入端至输出。
3）管脚功能说明
引脚号符号功能
1 2 4 5 12 13 14 15 IN/OUT 输入/输出端
9 10 11 A B C 地址端
3 OUT/IN 公共输出/输入端
6 INH 禁止端
7 VEE 模拟信号接地端
8 Vss 数字信号接地端
16 VDD 电源+
2．放大电路LM324
1）芯片管脚
LM324芯片引脚图
2）芯片原理
LM324是一个四运算放大器。
与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。
该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。
共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。
每一个放大器有5个引出脚，其中“+”、“-”为
两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo ”为输出端。
两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo 的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端V o 的信号与该输入端的相位相同。
3） 电路放大部分选择
① 单运放电路 A ． 原理电路
LM324单运放五档可变电路
B ． 参数确定
当开关S1闭合时，11=S A ； 当开关S2闭合时，54325
43212R R R R R R R R R A S +++++++=
；
当开关S3闭合时，5
435
43213R R R R R R R R A S ++++++=
；
当开关S4闭合时，5
4432145
R R R R R R R A S +++++=
；
当开关S5闭合时，5
5
43215R R R R R R A S ++++=。
当1S A 、2S A 、3S A 、4S A 、5S A 分别为1、2、4、8、16时，就可以确定
54321R R R R R 、、、、的值，从而实现电路不同倍数的放大。
② 三运放电路 A ． 原理电路
三运放集成电路
B ． 确定参数
根据运算放大器的工作原理，可确定Rg 的值。
由+-=u u 可得：G
I I G R u u i 2
1-=
； 0==+-i i ，
G
I I G G G O O R u u R R R R R R i u u 2
1212121)()(-++=++=-∴； 由叠加原理可得：26
5634134)1(O O O u R R R R R
u R R u +++-
=； 当R R R ==21，53R R =，64R R =时， 有)()(2121342134I I G G O O O u u R R R R R R
u u R R u -++⨯-=--
=； )21(3421G
I I O uf R R
R R u u u A +-=-=
⇒；
当uf A =1、2、4、8、16时可分别确定Rg 的值来实现放大。
六．实验内容
1． 方案选择
运用可编程放大器的基本电路，即运用一个运算放大器实现放大功能，因为此电路精度差，输入电阻小等缺点被摒弃。
运用仪器放大器三运放实现，其特点为：
（1）输入电阻极高
由于输入级均为同相输入，对于理想运放，输入电阻为无穷大。
（2）共模抑制比极高
因为电路对称性好，其共模抑制比高于普通差放，可有效抑制共模信号，大大减小外部感应噪声的影响。
（3）增益调节方便
鉴于上述优点，我们采用方案2。
2． 电路仿真 1） 方针电路参数
Ω==k R R 3021，Ω==k R R 2553，Ω==k R R 2064，可得：
当uf A =1、2、4、8、16时，ΩΩΩΩΩ=k k k k k Rg 15.367.61540240、、、、；
取ΩΩΩΩΩ=k k k k k Rg 16.365.61540240、、、、即可。
2） 仿真电路图
2）仿真波形
一倍放大二倍放大
四倍放大八倍放大
十六倍放大
4）仿真结果
一倍放大二倍放大
四倍放大八倍放大
十六倍放大
放大倍数
输入电压（mV ）
输出电压（mV ）
相对误差 1 50 50．063 0．126% 2 50 100．032 0．032% 4 50 199．965 0．018% 8 50 400．072 0．018% 16
50
798．965
0．129%
3． 电路设计
uf A =1、2、4、8、16时，所接Rg 分别为ΩΩΩΩΩ=k k k k k Rg 16.365.61540240、、、、； 在面包板上按电路图将电路连接起来（CD4051代替开关）；
将交流电压表直接与信号发生器连接，调节信号发生器，使交流电压表的读数为50mV ，将信号发生器与面包板中放大器相连；
用模拟开关CD4051控制A 到G 开关的闭合来实现不同倍数的放大； 放大倍数
输入电压（mV ）
输出电压(mV)
相对误差 1 50 50．00 0．00% 2 50 100．00 0．00% 4 50 198．00 1．00% 8 50 395．00 1．25% 16
50
780．00
2．50%
改变电阻Ω=95.211R ，使误差减小，然后填表： 放大倍数
输入电压（mV ）
输出电压(mV)
相对误差 1 50 50．00 0．00% 2 50 100．00 0．00% 4 50 198．00 1．00% 8 50 395．00 1．25% 16
60
800．00
0．00%
通过本次试验，使我们对LM324芯片及CD4051芯片有了一定的认识，同时加深了对电路放大及模拟开关理解和熟练的应用。
在试验过程中，我们明显的感觉到自己的动手能力和实际操作能力很欠缺，通过对电路的连接让电路正常工作并能够放大信号，我们这方面的能力有了很大的提高，而且对实验有了更加严谨的态度。
这次试验使我收获很多，也对以后的实验充满了期待。