数控放大器
数控机床串行主轴放大器FANUC
数控机床串行主轴放大器
串行主轴控制需要由串行主轴放大器和主轴伺服电机来实现，目前常用的串行主轴控制放大器有αi 和β i 放大器。
（1）α i 主轴放大器
图5-2-3αi放大器连接图
在图 5-2-3 中，中间SPM为主轴放大器模块，其主要端子定义如下：
① STATUS—用于表示模块所处的状态，出现异常时，显示相关的报警代码。
② CXA2B—直流 24 V 电源、*ESP急停信号、XMIF 报警信息输入接口，与电源模块的 CXA2A
连接。
③CXA2A—直流 24 V 电源、 *ESP 急停信号、 XMIF 报警信息输出接口，与下一伺服模块
的 CXA2B连接。
④JX4—伺服状态检查接口。
该接口用于连接主轴模块状态检查电路板。
通过主轴模
块状态检查电路板可获取模块内部信号的状态。
⑤ JY1—主轴负载功率表和主轴转速表连接接口。
⑥ JA7B—串行主轴控制输入接口。
该接口与CNC装置的 JA7A 接口相连。
⑦ JA7A—串行主轴控制输出接口。
该接口与下一主轴( 如果有的话 ) 的 JA7B 接口连接。
⑧ JYA2—内置编码器反馈信号接口。
⑨JYA3—磁感应开关和外部单独旋转信号连接接口。
（2）β i 主轴放大器
图5-2-
4
带主轴的βi放大器连接图
在带主轴的β i放大器上，与主轴控制相关的主要接口有：这些接口的含义、用法与α i 主轴放大器相一致。
JA7A、 JA7B、 JYA2、JYA3，。
数控电源_DAC0832实际连接LM324问题
DA模块51单片机DAC0832，放大器LM324做一个数字控制的电压输出。
仿真图通过了。
图中的VCC统一用的5V供电，LM324用的是+-12V。
（数据手册上说LM324可以在单电源下工作，比如只给+5V，另外一个管脚接地，仿真的时候可以通过。
在实际连接时，我测试过，在单电源5V供电时，另外一端接地时，器件根本不响应，所以做的时候还是双电源用+-12v供电比较好。
）示波器的B端是输出的第一次测试点，理论上是0~ -5V。
仿真通过示波器的A端是输出的第二次测试点，理论上是-5V~+5V。
仿真通过单片机中的程序是：#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit cs=P3^7;sbit wr=P3^6;void delay(uint m){while (m--);}/************************************/void main(){uchar k=0;cs =0;wr=0;while(1){k=0;while(1){P0=k++; //目标是锯齿波的上升部分delay(100);if(k==0xff)break;}while(1){P0=k--; //目标是锯齿波的下降部分delay(100);if(k==0)break;}}}在实际连接电路中却和仿真有差距。
这里和大家一起分享下有点失败的现象：原理图中的放大器用的LM324，LM324用的双电源供电+-12v，但是实际用万用表检测的时候第二次测试点输出却不是仿真上的数据-5V~+5V,下图是实际示波器的第二次测试点测试波形。
怎么都是负的电压输出呢？而且还是这个样子的，理论上明明应该是出现锯齿波的。
这个波形这是怎么回事呢？这个问题个人也很不理解。
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。
PGA202_PGA203_中文数据手册
PGA202 PGA203 中文数据手册By Hi_Cracker @whu数控仪表放大器PGA202/PGA203FEATURES1，数字可编程增益：1），十进制模式的PGA202 增益可编程为1，10，100，1000。
2），二进制模式的PGA203 增益可编程为1，2，4，82，较低的偏置电流：最大偏置电流为50pA。
3，快速的建立时间：2us之内可达到0.01%4，非常低的非线性度：最大0.012%。
5，高共模抑制比：最小可达80dB6，使用新的跨导电路，降低系统成本。
APPLICATIONS数据采集系统自动调整电路动态的扩展范围远程仪表测试设备DESCRIPTIONPGA202是一个数字可控增益的单片仪表放大器，其增益可以调节为1，10，100，1000。
PGA203与之类似，只是提供的增益档位不同，其增益档位是1，2 ，4，8。
为了方便与微处理器的对接，两者都提供了与TTL或CMOS相兼容的输入端口。
两者都具有FET输入和一个新的跨导电路，这样保持了几乎恒定的增益带宽。
增益和偏移量都是经过激光修整的，使用者使用无需接任何外部元件。
这两款放大器有陶瓷和塑料两种封装形式。
陶瓷封装主要应用与工业应用场合，而塑料封装主要应用与商业，二者的温度适用范围不同。
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS供电电压................................................................................... ±18V内部功率耗散............................................... .............. 750MW模拟和数字输入.............................................. ....... ±（VCC+ 0.5V）工作温度范围：G封装................................................ ............... -55°C至+125°CP封装................................................ ............... -40°C至+100°C。
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. 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 ]。
数控增益放大器综合设计与仿真
数控增益放大器综合设计与仿真张1111111111电子信息实验室2010.12.21—2010.12.24一、课程任务：在Multisim软件环境下设计一个数字控制增益放大器，在控制键作用下，放大器的增益能够依此在1-8之间进行转换，并用LED数码管显示放大器的增益。
二、设计目的：1、熟悉Multsim软件的使用方法;2、熟悉运算放大器,计数器,模拟开关,加法器,译码/显示电路的用法;3、掌握电路工作原理,熟悉主要元器件的功能;三、工作原理：放大器的增益应在1~8之间,因此,可选择下图的同相输入比例放大器,其电压增益为A=1+R2/R1，如果取R1=10K，则可以通过改变R2实现增益的改变，当R2=0时，Auf=1；当R2=10K，Auf=2;当R2=20K，Auf=3；依次类推，当R2=70K，Auf=8.为达到放大器增益数字控制的目的，可由模拟开关和电阻构成数控电阻网络，代替图中的R2，通过改变模拟开关的地址编码，实现数控电阻的目的，由此设计出电路。
图中有74LS160构成八进制计数器，计数器的Q2,Q1,Q0作为模拟开关CC4051的地址的输入。
每按动一下按键S1，计数器加1，数控电阻网络的等效电阻网络发生变化，由此控制放大器的增益在1~8之间变化。
74LS283为二进制加法器，通过加一运算，将计数器的值转换为电压放大倍数。
四、设计内容与步骤：(1)、熟悉Multisim软件的使用方法；(2)、掌握电路工作原理熟悉主要元器件功能；(3)、按照实验要求确定元器件型号与参数，用模拟开关AD7510、74LS04和译码器74LS138完成CC4051整体电路的设计，并形成子电路，如图1所示；(4)、完成整体电路的设计，如图2所示；(5)、对电路进行仿真，验证设计结果。
五、设计心得体会：通过这次的仿真实验，让我学会了Multsim软件的使用方法，通过寻找元件、连线和最后的仿真得到了最后的结果，让我对相关芯片有了进一步的了解和把握，这有利于我在实际工作对芯片的操作，而且把相应知识提升到一个新的层次。
新型多路数控增益放大器
ｎ ）镀金 引脚 ： 引脚长 ５ｍ ｍ。
大器具有 良好的温度特性 ， 适用于军事 、 商业 、 工业 、 民
用领 域 。
２ 功能特性与电路原理
２ １ 功能特性 ． 多路 数 控增 益 放 大 器 是 对 一 ５Ｖ一 ＋５Ｖ 的模 拟 信号进行可控放大 ， 取绝对值输 出的模 拟接 口模块。 模块有 ８ 个输入通道 ， 通过数字量控制 ， 可任选其中一 路进 行 输 入 。 ８ 增 益 控 制 端 子 ， 输 入 的信 号 按 有 位 对
ｆ 大可 控增 益 ： ６ｄ ）放 一１ Ｂ～ ＋１ Ｂ； ６ｄ ｇ ）放 大器线 性度 ： ％ ； ≤２
１２６信号如直接采用 Ａ Ｄ转换器 ， ／５ ／ 该信号则 已无分 辨率可言。这样必需通过放大器进行预放大。
开 发研 制 的基于 微组 装工 艺 的集成 化高 精度 多 路
ｈ 增益调节 ： 位数控（ Ｏ— ７ ， ６ ） ８ Ｇ Ｇ ）２ 级线性 ； ５ ｉ ）输入阻抗 ： ５０ｋ ； ＞ ｔ １ ｌ ２ ｊ ）输出电流： ２ｍ ； ＞ Ｉ Ａ
ａ ）供 电电源 ： １ ； ± ２Ｖ ｂ 输入信号幅度 ： ５Ｖ一＋ ； ） 一 ５Ｖ ｃ ）输入通道数 ： ３位数控 （ ０～ ２ ， 通道信号 ｓ ｓ ）８
输 入 （ ｉＯ—Ｖｎ ） Ｖｎ ｉ７ ； ｄ ）输 出信 号 幅度 ： ０一＋ ５Ｖ；
ｅ ）输入信号频率 ： ５ｋ ｚ ＞ Ｈ ； １
放大器 电路进行增益调节 ， 改变增益控制 电阻 的阻值 达到放大量的变化 ， 当遇到具有 ＋ 极性的输入信号 ／一 时， 处理起来更加繁锁 。另外 ， 在小信号 的状态下 ， 如 采 用常用 的 ８位 Ａ Ｄ转 换器 ， 个 ５Ｖ（ 量程 ） 输 ／ 一 满 的 入信号的分辨率为 １２６ 一个 ２ ５ Ｖ输入信号通 过 ／５ ， ． 放大至满量程后 ， 的分辨率将 提高 １ ， 它 倍 一个小 于
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OTA的宽带数控电压放大器的仿真设计
１对改进型 Ｏ Ａ电路 的仿 真 Ｔ
普通 常用的Ｏ Ａ的线性输 入范 围较小 ， Ｔ 下 面 是一 种大 输 入范 围Ｏ Ａ电路 。 Ｔ Ｔ１ ６ ｘ 成反双 曲正切变换 电路 ， ～Ｔ 和Ｒ 组
在 一 定 范 围 内呈 线性 。
取 Ｒ Ｋ ， Ｄ＝ ０ ＝２ ＶＩ ４ ｍＶ、 ０ ７ ｍＶ、 ０ ｍＶ， １０
控 制模块在 Ｍｕｔｉ ｌｓ ｉｍ环境下进 行封装 ， 创建 将
好 的控制 模块 图与Ｏ Ａ电压放大 器模块相 连 ， Ｔ 即 可 构成 宽带 数控 电 压放 大器 。
观 察输入 电压的 线性范 围 ： 在Ｒ． ２ ＝ ｋＱ， 输入 幅 值为 ４ ｍＶ、 ０ ０ ７ ｍＶ、
Ｔ ～ ２ 与普通 的Ｏ Ｍ３ ８ 相 同。 ８ Ｔ０ ＴＡ Ｌ ０ Ｏ 稳压管 １０ 时 ， 出波 形不 失真 ， ０ｍＶ 输 当输 入电压 取值 ３仿 真测试 Ｄ 将Ｔ 、 ４ Ｚ ３ Ｔ 的集 电极 电位稳 定 与６ 左右 ， Ｖ 以 取 某个 较大 的值时 ， 输入 波形 是失 真的 。 所以
密勒效应 对高频性的干 扰 ， 使增益和 带宽彼此 正 比 ， Ｒ 反比 ， 了一 个控制 自由度 。 与Ｉ 成 多
ｉ ２ｂ ＋ １ ） Ｘ， Ｍ３ ８ 多 器的偏 置电流端增加一个 ８ 位数字量控制模块 ， 做 不到 的 。 由于 电流 量具 有很 强 的信 号 处理 电阻为Ｒ ＝ ｒ ｅ （＋ｐ Ｒ 它比Ｌ Ｏ Ｏ 了 （ ＋ ｐ） 。 １ Ｒｘ 对 Ｏ Ａ电压放 大器进行控制 ， Ｔ 通过 控制数字量 能力， 例如 ， 模拟 电子技 术 中的几 种最基 本信 取Ｒ， ２ ＝ ｋ０， Ｄ Ｏ ｍＶ， ｐｃ 中仿 的变化 ， ＶＩ ＝１ Ｏ 在ｓ ｉｅ 来改变偏置电流值 ， 从而实现调节Ｏ Ａ Ｔ 号 处理功 能（ 减 、 、 加／ 乘 积分等 ）用 电流 信号 ， 实现 比用 电压信 号简单 得 多 ， 因此 ， 具有 电流 真 ， 察其 跨 导 范 围 。 观 输 出量的跨 导型 放大 器在未 来 电子电路 系统 中将扮 演重 要而 恰 当的 角 色 。 跨导 在偏 置电流 小于 １ ｍＡ 呈线性 ， ９ 时 当
电子设计报告-数控音量调节的功率放大器
电子设计实验报告——数控音量调节的功率放大器 15组一、 实验目的设计出一个输出音量可以数字控制调节的功率放大电路，从而了解音频功率放大电路的基本结构和工作原理，同时也进一步加深对模拟电路中所学知识的掌握和认识，并通过单元电路的分析，了解电路系统设计的步骤和组合方法。
二、 实验摘要实验中重点要求复习和掌握运算放大器的基本使用方法，即运放同相比例放大和反相比例放大器的结构，计算和运用。
同时也要求复习和掌握有源滤波电路和功率放大电路及数字电路的基本结构和原理。
在电路设计中和实验中也需要了解对元器件的选择标准，掌握一些常用元件的性能。
另外，在本实验中还增加了一部分线性串联稳压电源的内容，要求通过实验掌握线性稳压电源的基本结构、工作原理以及三端集成稳压器的使用方法，同时复习和加深对桥式整流电路理解。
三、 实验电路原理分析整体框图：可以分为音频放大和直流电源两大部分。
220V 交流电源输入源输出图1 实验设计电路结构框图图2 音量调节线路其中，音放大电路的功能是将音源信号进行放大，然后再经过OTL 音频功率放大电路（用三极管设计并制作），其输出功率为0.25W，负载8Ω。
输入信号源为1KHz，10mv正弦信号达到最大功率不失真，最后去推动扬声器输出，简单来说，就是一个扩音器的基本原理。
直流电源部分则负责将220V 的交流电源转换为低压直流电供放大电路使用，同时，为了减小电源电压波动引起的噪声对放大电路的影响，电源部分要求采用线性直流稳压电源。
音量调节部分是通过两个按钮来进行数字控制，预置LED显示“4”，一个按钮向下调节，最小达到“0”并保持；另一个向上调节，最大达到“7”并保持，从而达到控制音量的目的。
四、直流电源制作从图 1 中可以看到，220V 的交流电源经变压器降压后，由全桥整流电路输出直流，再由稳压电路输出稳定的直流，提供给放大电路使用。
其中C1和C2能滤去电源中的交流成分。
如图3所示。
T1AIR_CORE_XFORMER U1V1220 Vrms60 Hz0°图3 线性串联稳压电源五、音频放大电路的分析1、前置放大前置放大器的作用简单说来就是“缓冲”，将外部输入的音源信号进行放大并输出。
输出幅值可数控调节放大器VCA810_VCA822应用说明
输出幅值可数控放大器一、原理分析1、增益自调整通过增益控制端VG的电压大小，控制VCA822的放大倍数。
放大倍数的可调范围由RF决定。
本电路RF取6.8K,在实际调试过程中，当输出0.6V时，放大倍数能达到30倍。
2、峰值检波电路D1和RC构成峰值检波，在输入信号频率为100KHZ时，D1的负极输出一个Vpp约为60mV的直流电压（设为V2）。
OPA727构成一个减法器，电位器R15将2.5V的基准电压分压得到电压（设为V3）。
Vout=(R28/R29)*(V3-V2)以此公式，可调节反馈电压VG的大小，控制反馈强度。
R21，R27为VCA822提供一个初始电压，以保证正常工作。
3、数字分压X9C103介绍：INC是下降沿触发，一个下降沿移动一下滑片。
控制滑片移动方向。
高电平滑片向上滑，低电平向下滑。
低电平有效，保存当前状态。
输入信号电平范围+5V~-5V。
高电平2V~VCC+1V 低电平-1V~0.8V二、整体分析输入信号在40Mv~2V范围内变化，VCA810输出恒定的200mV。
再通过后级的X9C103，运放，实现数字可调幅值。
三、调试过程输入信号从高到低变化来调节R8和R15。
1、输入信号给定2V，100KHz。
调节R15使VCA810的输出为200Mv(VCA810的控制端GAIN的电压大小应使该运放工作在衰减状态)2、逐渐减小输入信号的幅值，适当调节R8，控制衰减量，使输出信号保持在200mV.3、在调试过程中VCA822会有大概70度左右的发热，属于正常现象。
四、调试结果输入信号在40Mv~2V范围内变化，输出幅值数控可调。
R8对应的VCA810的控制电压GAIN为-0.8571V。
R15对应的分压电压为1.9539.。
基于单片机的数控音频功率放大器
基于单片机的数控音频功率放大器实训综合设计报告设计课题：基于单片机的数控音频功率放大器专业:电子信息工程年级：2009组长：组员：硬件技术顾问：指导老师：摘要音频功率放大器是一种常用的模拟电路，在各种音响设备中有着广泛应用。
传统模拟操纵音频功率放大器增益采纳电位器操纵，具有故障率高，不易与运算机、遥控器等数字电路接口等缺点，相比较起来数字操纵音频功率放大器具有明显的优势，在电视机、组合音响、mp3播放器等家电设备中应用专门广泛。
关键词：单片机、可控增益放大器、液晶AbstartAudio power amplifier is a commonly used analog circuit, in all kinds of audio equipment has been widely used. Traditional simulation control audio amplifier gain the potentiometer control, has the high failure, not easy with the computer, digital interface circuit and remote control shortcomings, such as, by comparison digital control audio power amplifier has obvious advantages in television, combined sound, mp3 players home appliance equipment is widely used.Keywords: Single-chip microcomputer、Controllable gain amplifier、LCD名目摘要------------------------------------------------------------------------------1Abstart--------------------------------------------------------------------------2前言------------------------------------------------------------------------------3 1、总体设计--------------------------------------------------------------------41.1、电路功能差不多概述--------------------------------------------52、硬件设计--------------------------------------------------------------------62.1、LCD显示电路-------------------------------------------------62.2、单片机接口电路-----------------------------------------------72.3、功率放大电路--------------------------------------------------73、软件设计3.1、模块设计--------------------------------------------------------83.2、主程序流程图--------------------------------------------------83.3、显示子程序流程图--------------------------------------------94、总结---------------------------------------------------------------------------105、任务分工---------------------------------------------------------------------116、附录---------------------------------------------------------------------------117、实物图------------------------------------------------------------------------23前言音频功率放大器在我们的生活中无处不在，传统的音频功率放大器是用电位器调剂音量的大小以及音调的操纵。
数控音频放大器_广大
课程设计报告课程名称:电子技术应用课程设计设计题目：数控音频放大器专业班级：电气121班设计者：陈海兵学号：1207300045指导教师：舒华、黄峥设计所在学期:2013—2014学年第二学期设计成绩：__________广州大学机械与电气工程学院二〇一四年三月二十五日（一)课程设计题目数控音频放大器（二）选题的目的和意义、课题选择的依据（1）选题的目的和意义伴随着科学技术的迅速发展，人们生活水平的不断提高，对音频功率放大器的要求越来越高.音频是多媒体中的一种重要媒体。
人能够听见的音频信号的频率范围大约是 60Hz—20kHz 其中语音大约分布在300Hz—4kHz之内,而音乐和其他自然声响是全范围分布的.如何通过分析仪器让音频功放达到更高的要求是许多人为之努力的永恒的课题，声音经过模拟设备记录或再生,成为模拟音频，再经数字化成数字音频，音频分析就是以数字音频信号为分析对象以数字信号处理的各种理论为分析手段，提取信号在时域,频域内一系列特性的过程。
数控音频放大器电路是一种可以采用数控方式产生计数脉冲实现音量调节的装置，从原理上讲是一种典型的数字电路和模拟集成电路的组合和综合运用,因此，我们次设计就是为了了解数控电路和功率放大电路的原理,从而学会制作数字控制电路而且通过制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。
(2)课题选择依据数控音频放大器的电路分为音频运放电路、音频功放电、模拟选择开关电路、按键防抖动电路、计数器计数电路、编码器编码电路、数码管显示电路等.要用到的相关知识在数字电子技术基础和模拟电子技术基础两本教程中都有涉及，所以本课题的选择是根据这两本教材再结合网上的相关资料而选择的。
（三）系统设计功能简介,本设计已实现的功能：（1)系统基本设计功能①电路设有一个3.5mm的音频接入口，可将手机或电脑的音频通过音频口输入进行运放和功放，然后通过喇叭输出音频.②电路音量的调节分为0-7八个等级,通过按键调节音量，音量逐级递增。
数控与计量设备执行机构通用功率放大器的电路分析与调试
复合 准 补 甲 乙类 推挽 功 率放 大 电路 ， 静 态 偏 其
置是 由 Ｂ ， Ｇ 的静 态 集 电极 电流 Ｉ ａ在 Ｄ 、 。Ｄ 及 Ｒ ９上 产生 的直 流电压 降提供 的 。 整个 电路 为 了 保持 对 称性 ，Ｅ 与一 ｃ ＋ ｃ Ｅ 应相 等 。 ２２ 静态分 析 与调试 ． 首 先 ， 态 工 作点 的建 立 主要 是 为 了 使各 静
设 备 过 程 中 能 够 全 面 地 了解 ｏＣＬ功 率 放 大 器 电路 的 特 点 及 其 相 关元 器件 的 作 用 ；同 时 作 者 通 过 实践 又 对 电路 静 态 与 动 态 的调 试 要 点 及 注 意 事 项进
行 详细地讲 解。结论是 ： 实际调修 ．作 中只要按 照文章所述进行 分析 与调 在 ７ －
图 １
值 电压近 可 能 接近 一 Ｄ Ｅ 同时 又 可 以使 Ｂ ４Ｂ ７ Ｇ～ Ｇ 由其 集 电极 电路 改 变为 共 发 射 极 电路 ， 而 提 从 高 整个 电路 的增益 。 电路 中 Ｒ Ｒ。 。 。的作 用是用 、
来 减小 复合 管的穿 透 电流 Ｉ 锄。对 复合管 而言 ，
有 人 会 问 ，直 接 耦 合 电路 的零 点 漂 移 比较 严
重 ， 什 么不 采 用普 通 的共 发射 极 放 大 器 作 前 为 置 放 大级 电路 ，而 采 用 直接 耦 合类 放 大 器 呢？ 这 是 因 为 用 普 通 的共 发射 极 放 大 器 作 前 置 放 大 级存 在 级 间 隔 直 电容 ， 能对 随时 间 极 其 缓 不 慢 变化 的输 入 信号 进 行 有效 地 放 大 ， 用 直 流 而 差动 放 大 器作 前 置级 与 Ｏ Ｌ准 互 补 推 挽 功 率 Ｃ 放 大直接 耦 合 电 路 ， 只要 合 理 地 调整 静 态 与动
基于数控增益放大器的示波器调理通道设计
基于数控增益放大器的示波器调理通道设计曹淑玉;白月胜【摘要】信号调理通道是示波器设计最重要的环节之一。
除带宽指标外，信号调理通道设计还需满足采集部分ADC的信号幅度要求。
基于LMH6518，本文阐述了数控增益放大器在通道增益设计中的应用。
【期刊名称】《电子制作》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】1页(P5-5)【关键词】示波器;信号调理通道;数控增益放大器【作者】曹淑玉;白月胜【作者单位】中国电子科技集团公司第四十一研究所山东青岛 266555;中国电子科技集团公司第四十一研究所山东青岛 266555【正文语种】中文【中图分类】TM935【文章摘要】信号调理通道是示波器设计最重要的环节之一。
除带宽指标外，信号调理通道设计还需满足采集部分ADC的信号幅度要求。
基于LMH6518，本文阐述了数控增益放大器在通道增益设计中的应用。
示波器广泛用于雷达系统、系统自动测试等众多领域。
信号调理通道是示波器的关键组成部分，为满足后端ADC的信号输入幅度要求，必须具有增益调节的可编程能力。
本方案中，信号调理通道主要包括阻抗选择、两级无源衰减网络、AC/DC耦合、直流偏置调节、阻抗变换、数控增益放大器等电路，原理如图1所示。
其中，调理信号幅度的最重要环节是无源衰减网络和数控增益放大器。
本方案包括两级衰减网络，每级衰减倍数为10。
数控增益放大器LMH6518的工作原理为：信号首先经可选10/30dB（LG/HG）前置放大;然后经过以步进为 2dB，对信号进行0 到-20dB衰减的步进衰减器（LA）;最后接8.86dB的固定增益放大器作为输出。
LMH6518的控制数据由24位串行数据组成，前8位控制读/写数据，本方案只进行写控制，将前8位数据置0。
后16位数据D15-D0中，D8-D6为带宽限制控制位，本方案选取650MHz带宽，设置D8D7D6=101 ; D3-D0为LA控制位; D10为辅助输出控制位，本方案用辅助输出作为触发信号，设置D10=0 ; D4为前置放大器控制位，0时选择LG，1时选择HG ;控制位D5、D9及D11-D14必须置0;D15不关心，这里也置0。
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数控放大器
一、引言
随着可变增益放大技术的不断发展,它在自动测控、智能测控、智能仪器仪表等重要领域的应用也越来越广泛。
可变增益放大器的增益改变方式主要有人工(或机械) 和程控两大类(后者一般借助μP) ,具体方法有多种,每种方法各有其优点和局限性。
从理论上讲,改变集成运算放大器(运放) 的反馈电阻或输入电阻,即可改变放大器的增益。
但简单地改变反馈电阻或输入电阻所得到的可变增益放大器,往往并不具备理想的性能,有的根本不能正常使用。
二．方案论证与比较
方案一、利用场效应管的可变电阻区改变反馈电阻
图2场效应管特性曲线
由图2场效应管特性曲线可以看出，UDS小于1V，UGS不变时，ID随UDS 的增加而增加，与电阻特性一致，并且UGS改变时ID—UDS曲线斜率跟着改变。
也就是说，场效应管可以用作受UGS控制的压控电阻。
该方案是将场效应管接入运放的T型反馈网络，使运放的等效反馈电阻随场效应管DS间电阻的变化而变化，电路如图3所示。
图3 利用场效应管的数控放大器
数字信号通过D/A转换为模拟信号，输出通过分压接到场效应管门极（G）。
场效应管的源极（S）和漏极（D）间的电阻变化引起反馈电阻变化，继而引起放大器放大倍数的变化。
T型电阻网络的等效电阻是：
由上式看出，该方案的缺点是：当RT增加时放大倍数A会减小，而RT线性变化时，放大倍数A不是线性变化的。
控制电压线性变化时，放大倍数不是线性变化。
要得到线性变化的放大倍数，需要较复杂的软件支持。
方案二、用集成多路模拟开关改变电阻
用不同阻值的固定电阻,通过集成多路模拟开关 (如CD4051 等) ,将其分别接入运放的输入回路,以此来达到改变输入电阻的目的,从而实现对信号的放大或衰减,即改变放大器的增益,其原理如图5 所示。
图5 用集成多路模拟开关构成的程控增益放大器
用集成多路模拟开关构成程控增益放大器,还有一种常用的方式,即用数个运放分别接成同相输入深度负反馈放大器后串联成多级同相放大器,再用模拟开
关控制各运放单元反相输入端外接电阻与公共地端的通、断状态,进而控制放大器的增益。
上述方式的主要缺点是模拟开关的导通电阻影响放大器的增益,影响信号的传输精度。
以CD4051 为例,测试发现,CD4051 的导通电阻RON随电源电压和输入模拟电压的变化而变化。
当V DD = 5 V、V EE = 0 V 时, RON≈280Ω ,且随V i 的变化突变;当V DD > 10 V、V EE = 0 时, RON≈100Ω ,且随V i的变化缓变。
可见,适当提高CD4051 的VDD有利于减小RON的影响,但应同时相应提高选通控制端A、B、C的输入逻辑电平。
如V DD = 12 V ( V EE = 0 V) ,可采用电源电压上拉箝位的办法,上拉电阻的阻值取1. 5 kΩ以上,使选通控制信号的有效高电平不低于6 V. 这样既保证CD4051 理想导通( RON小) ,又实现了CMOS电平与TTL 电平之间的转换(μP 一般为TTL 电平) ,也可以选用性能更优的模拟开关。
也可以用微继电器作为切换开关,再用CD4051 去控制微继电器动作。
因微继电器的接通电阻很小(一般在mΩ量级) ,故可从根本上克服上述缺点。
还可以直接由μP 去控制微继电器,但这样占用μP 口线较多,还要在μP 与微继电器之间加驱动电路。
方案三、程控衰减
运放的输入或输出信号幅度的电路如图6 所示,由电阻R1～ R9 和模拟开关CD4051 组成无源衰减网络,在网络之前或之后接上固定增益的放大器,利
用μP 程控衰减放大器的输入或输出信号幅度,同样实现了程控放大的目的。
图中使用了由通用运放LM747构成的两个电压跟随器,以隔离网络对前、后级的影响。
若输入信号弱,应先放大后衰减;反之,应先衰减后放大。
图6 程控无源衰减网络
该电路的优点是无论CD4051 的选通控制端如何设置,放大器都不会处于开环状态,缺点仍是CD4051的导通电阻影响放大器的增益。
方案四、利用DAC内部电阻网络作为运放的反馈电阻
为了易于实现最大60dB增益的调节，可以采用D/A芯片AD7523的电阻权网络改变反馈电压进而控制电路增益。
又考虑到AD7523是一种廉价型的8位D ／A转换芯片，其输出Vout=Dn×Vref/28，其中Dn为8位数字量输入的二进制值，可满足28=256挡增益调节，满足题目步进0. 25db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AD7523来实现信号的程控衰减。
但由于AD7523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AD7523前经过一个适应性的幅度放大调整，
再通过AD7523衰减后进行相应的后级放大，并使前后级增益积为60dB，与AD7523的衰减分母抵消，即可实现程控放大。
三、系统设计
1、系统设计与总体流程如图1：
八位按键
D/A转换
放
大
器
部
分
图1 系统方框图
2．根据题目的要求，经过仔细分析，充分考虑各种因素，制了整体的设计方案： DA转化，控制放大器的增益，
电流输出型DAC 内含R - 2 R 电阻网络,可以作为运放的反馈电阻或输入电阻,在DAC 输入数据的控制下,实现放大器增益的程控改变。
用单片集成单DAC ,如AD7523等,作为运放的可变反馈电阻。
具体电路如图
4 所示,图中的运放为通用运放LM324 , A1 起缓冲作用。
该放大器的增益
A v = A v =V o/V i= -1/N (3)
式中N 为DAC 的数字输入量。
AD7523 ( 8 位) 的A v 的范围为256/ 255 ～ 256 。
因AD7523的基准输入端(15 脚) 和反馈端(16脚) 可输入正、负两种极性的电压, 故可用交流信号输入作为交流放大器,此时宜选用频带较宽的运放,如LM733 、μA771 、AD507 、OPA606 等,但必须注意失调调零,避免在大增益时出现直流饱和。
图4 用单DAC 构成的程控增益放大器
AD7523构成的可编程增益放大电路
可编程增益放大电路可对模拟信号进行放大、转换、滤波，并能把器件中的多个功能模块互联，对电路进行重构，还可调整电路的增益、带宽和阈值。
如图所示是采用A／D转换器AD7523构成的可编程增益放大器。
电路由8位数据来控制增益，使增益在1～256范围内变化， AD7523片内有模拟开关和R-2R梯形网络，额定阻值为5～20kΩ，中心值为10kΩ。
若从RFB端直接输入信号，侧输入电阻很低，所以在前面接入缓冲放大器Al，起到倒相的作用。
若从Al的同相端输入，则可得到同相信号。
对于可变增益放大器，若增益高，则失调电压大，因此需要对运放进行准确调零，尤其要注意Al的输出。
在RFB端串联电位器RP2进行增益的校准。
运放A2由于负反馈可变，设定增益越大，闭环频率响应越坏。
需要选用增益可变范围窄或开环频率特性好的运放。
对于小功率或精密运放，因为牺牲了交流特性，所以当输入几千赫兹以上的信号时应予以注意。