全国大学生电子设计竞赛模拟电子系统专题邀请赛设计报告

全国大学生电子设计竞赛

2012年TI杯模拟电子系统专题邀请赛

设计报告

参赛题目：信号放大（A题）

参赛对号：xxx

参赛选手：xxx

参赛地点：西南石油大学

参赛时间：2012-8-28~2012-8-29

2012-8-29

竞赛题目：小信号2mv-500mv，50Hz-100Hz带有干扰信号的滤波放大电路，实现输出电压1V-4V。用带通滤波电路实现信号的滤波，用89C51单片机对CD4051的控制实现选择放大。

1.1.1信号放大滤波方案设计

方案1：对信号放大，实现1V-4V的输出；再对信号滤波。然后通过ADC0809转换。

方案2：对信号滤波，用OP07对信号放大，再用AD620放大，然后通过ADC0809转换。

方案3：对信号带通滤波，用AD620放大，再用OP07对信号放大，增加放大电路的带宽，，然后通过ADC0809转换。

上述几种方案中，只用方案3能实现本次题目的要求。

2.1.1电路与程序设计

2.1系统机构框图

2.2硬件电路设计

2.2．1滤波电路

3

2

6

748

1

U?

OP07

R2

40k

R1

10k

R5

10k

R3

10k

R4

10k

C1

0.2uF

C2

0.1uF

+12V

-12V

R1(1)

滤波电路是用OP07构成的有源带通滤波电路，10K ，0.2uF 构成低通滤波，

滤去大于100Hz 的信号；40K0.1uF 构成高通滤波，滤去小于50Hz 的信号。

图2 带通滤波电路50Hz-100Hz

2 .2．2放大电路

3

2

6

748

1

U1

OP07

R1

10k

R3

30k

R2

10k

+12V

-12V

3

26

4785

1

U2

AD620

R4

1k

+15V

-15V

U2(+IN)

U2(OUT)

图3 放大电路

用两级放大电路，前级放大电路用的是仪用放大器AD620，AD620输入失调电压小，能实现对小信号的放大。后级放大用通用放大器OP07，增加放大电路的

带宽。CD4051的导通电阻270。

2mv-5mv 700倍14 1.4V-3.5V

5mv-10mv 320倍355 1.6V-3.2V

10mv-20mv 160倍0.997K 1.6V-3.2V

20mv-40mv 80倍 2.33K 1.6V-3.2V

40mv-80mv 40倍 5.218K 1.6V-3.2V

80mv-150mv 24倍9.6K 1.92V-3.6V

150mv-250mv 12倍24.4K 1.8V-3.0V

250mv-500mv 6倍100K 1V-4V

2.2.3系统软件设计

第一步：在程序开始执行时，对信号放大6倍，输出是否1V-4V的要求；满足要求就跳出

第二步：输出不满足要求则放大12倍，24倍，40倍，80倍，160倍，320倍，700倍，至到满足要求

第三步：单片机将采集的信号输出

参考文献

[1]Texas Instruments, Incorporated [SCHS155,C]．CD54HC164, CD74HC164, CD54HCT164, CD74HCT164 (Rev. C)Data Sheet．Texas Instruments，2012．[2]Texas Instruments, Incorporated [SBAS156,B]．Low-Power Rail-To-Rail Output 12-Bit Serial Input D/A Converter (Rev. B)Data Sheet．Texas Instruments，2012．

[3]Texas Instruments,Incorporated [SLVS413,E]．Low Power DC/DC Boost Converter in SOT-23 Package (Rev. E)Data Sheet．Texas Instruments，2012．[4]Texas Instruments,Incorporated [SLAS735,F]．MSP430G2x53, MSP430G2x13 Mixed Signal Microcontroller (Rev. F)Data Sheet．Texas Instruments，2012.