自动增益控制放大器

1.2.2 滤波电路模块论证与选择
方案一：滤波电路采用由 LM358 和 RC 电路组成，以获得更稳定的电压， 提高环路稳定性及改善环路跟踪性能和噪声性能，且 LM358 的工作电压为 +12V。 方案二： 采用双电源集成 UA741 芯片制作带通滤波电路，该电路能提供很 好的精度，无频率补偿要求，低功耗。 方案选定：由于 LM358 的工作电压为+12V，其功耗较大，需要频率限制故 选用方案二。
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自动增益控制放大器
1 系统方来自百度文库 1.1 系统总体思路
通过 msp430 单片机对各个信号的采集、处理来调控外部增益控制放大电 路的放大倍数，从而调节音响的音量，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。可控增益放大电路的输出信号经过滤波，峰 值检波，单片机经过Ｄ／Ａ转换进而采集到音响的电压信号。
关键词：msp430，自动增益控制，滤波，峰值检波，Ｄ／Ａ
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目
录
1 系统方案· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·4 1.1 系统总体思路· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·4 1.2 系统方案论证与选择· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·4 1.2.1 可控增益电路· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 4 1.2.2 滤波电路模块论证与选择· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·4 1.2.3 峰值检波模块论证与选择· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 4 1.2.4 显示模块· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·5 1.3 系统总体方案设计· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·5 2 电路设计及参数计算· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 5 2.1 可控增益电路· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·5 2.2 功率放大电路· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 6 2.3 滤波电路· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 6 2.4 峰值检波电路· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 7 2.5 麦克风信号采集电路· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 7 2.6 单片机控制电路· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 8 2.7 总体电路图· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·8 3 程序设计· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·9 3.1 主程序流程图· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·9 3.2 各模块程序流程图· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·10 3.2.1 键盘程序流程图：通过 P1 口的按键控制· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·10 3.2.2 噪声采样程序流程图· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 11 3.2.3 反馈程序流程图· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·12 4 测试方案与测试结果· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·12 4.1 测试方法与仪器· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·12 （1）测试方法· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·12 （2）测试仪器· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·12 4.2 测试数据与结果· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·13 4.3 测试总表· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·13 4.4 数据分析与结论· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·14 参考文献· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 14 附录· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·15
1.2 系统方案论证与选择 1.2.1 可控增益电路
方案一：采用 AD603 来实现自动增益控制，AD603 是低噪、90MHz 带宽增 益可调的集成运放，如增益用分贝表示，则增益与控制电压成线性关系。并且 通过两级放大器的级联使增益控制范围增宽。 方案二：采用 VCA822 来实现自动增益控制，芯片 VCA822 作为核心器件， 宽带、电压控制增益可变放大器，最高频率达 150 MHz，实现将 20mVpp~2Vpp 范围内的正弦波、 三角波和方波信号转换为一稳定的输出， 输出能力达到 5Vpp，并且在 0~5V 范围内实现数控，其中包括细调 100 级以 0.05V 步进、 粗调 10 级以 0.5V 步进。 方案选定： 由于输入信号幅度在 10mV~5V 间变化，而 AD603 的信号输入范 围较小,需要两片级联，增加了系统的复杂度，VCA822 芯片信号输入范围更适 合这一要求，故选用芯片 VCA822。
1.2.3 峰值检波模块论证与选择
项 系统方案 设计与论证 测试 设计报告结构及规范性 小计 目 主要内容 方案比较，方案描述 自动增益控制实现方法 电路设计及参数计算 测试方法与测试结果 摘要，正文结构完整性、内容规范性 分数 5 8 5 2 20
3. 说明
音响放大器的输出可以在 600Ω电阻及喇叭间切换。
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自动增益控制
摘 要
自动增益控制电路已广泛用于各种接收机、录音机和信号采集系统中，另 外在光纤通信、微波通信、卫星通信等通信系统以及雷达、广播电视系统中也 得到了广泛的应用。 主要研究应用于音频放大的前级电压放大， 因此设计的电路需容纳的频带 范围应较宽，以至于使语音信号通过。由于语音信号的频带范围为 100hz-10000hz,所以该电路所应设计的频带范围应在 100hz-10000hz 之间， 并 且电路应该实现增益的闭环调节， 通过此电路可以实现增益的自动调整保持在 2V（ 0.2） ，用麦克风采集环境的声音，以至于环境声音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。 本设计中采用的 TI 公司的芯片有 VCA822、MSP430F149
自动增益控制放大器
1. 任务
设计一个可以根据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。
2. 要求
（1） 放大器可以从 mp3 或信号源输入音频（100Hz~10kHz）信号，可以带 600Ω负载或驱动 8Ω喇叭（2~5W） 。 （20 分） （2） 当输入信号幅度在 10mV~5V 间变化时，放大器输出默认值保持在 2V ±0.2V 内，波动越小越好。 （30 分） （3） 能够显示输入信号幅度大小及频率高低。 （10 分） （4） 能够在 1V~3V 范围内步进式调节放大器输出幅度，步距 0.2V。 （15 分） （5） 能够根据环境噪声调整自动调节放大器输出幅度。 （15 分） （6） 其他自主发挥设计。 （10 分） （7） 设计报告。 （20 分）