测量放大器设计

《测量放大器设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、测量放大器设计摘要本设计主要由测量放大器、单片机控制、信号变换器、稳压电源、显示电路五部分组成。测量放大器主要是实现对微信号的测量，主要通过运用集成运放组成测量放大电路实现对微弱电信号的放大，要求有较高的输入电阻，从而减少测量的误差及对被测电路的影响，因而测量放大器的前级主要采用差分输入的方式，然后经过双端信号到单端信号的转换，最后经比较放大器进行放大。单片机控制是利用单片机AT89S52控制测量放大倍数，主要是由按键控制选择不同的前级放大倍数，再由单片机预制放大倍数，输送给dac0832衰减输出，实现1000倍放大倍数可调。信号变换电路主要实现一段信号输出到

2、两端输出的转变，主要采用的是经过改进的差分式放大电路，信号变换在本设计中的用途主要是用于对测量放大电路的频率相应进行测试。稳压电源电路主要用于为运放供电，包括测量放大电路及信号变化器中的运放。显示电路采用的是数码管显示。关键词：测量放大器AT89S52信号转换电路dac0832一、方案选择与论证系统总框架图如下：它由电源，测量放大器，信号变换器，衰减器，单片机控制系统组成。图1系统框架图1•电源电路方案一：利用三相稳压器LM7805,LM7905,LM337,LM317。图2屯源屯路方案二：采用电路分压原理。本设计采用方案一。2•高共模抑制比放大电路方案一：利

3、用三极管组成的差分放大电路和运算放大器组成的放大电路。5VVDO7Q2J—^-^WV-

4、1kQ2H4286图3髙共模抑制比放大电路（1）前面两三极管构成差分放大电路，只要电路参数理想对称对共模信号具有很强的抑制作用，且能达到Ac=0o对差模信号有一定的放大能力，而且双端输出信号经过运放放大，可以达到题目要求的放人倍数。但最求放大倍数吋，输入电阻又很难达到题目要求。图4高共模抑制比放人电路（2）采用比较通用的仪用放大器结构，如图4所示，它是由运放A1A2按同相输入法组成的第一级差分放大电路。运放A3组成第二级差分放大器。在第一级电路中，vlv2分别加入到A1和A

5、2的同相端,R1和两个R2组成的反馈网络,引入负反馈，两个运放A1A2的两个输入端形成虚短和虚断，通过计算可以得到电路的电压增益，适当的选择电阻的阻值即可实现放大器放大倍数的改变，并且可以将R1用一个适当的阻值的电位器代替，通过调节电位器即可实现对放大倍数的控制。该电路的优点是电路简单，元件较少，A1和A2两个放人器组成差分放大器，可以有效地抑制共模信号，并且为双端输出，共模放大倍数理论上是0,因而可以大大的提高共模抑制比，并且由于输入信号V1V2都是AA的同相端输入，根据虚短和虚断，流入放大器的电流为0,所以输入电阻Ri,并且要求两运放的性能要求完全相同，这

6、样，线路除了具有差模、共模输入电阻大的特点外，两运放的共模增益、失调极其漂移产生的误差也相互抵消。综上所述，本设计采用方案二。3.信号变换电路方案一：结构如下图5。图5信号变换放大器（1）变换电路，将单线输人信号分别经过两个运算放大器.一个接成跟随器.另一个接成反相比例放大器，这样通过简单、基本的运算放大电路就将单端输入信号变换成双端输岀。其输入电阻为Ri~Rl+R2=43kQ。不符合题目要求的输入电阻大于2MQo方案二：电路结构如下图6。信号变换电路主要完成单端信号双端输岀的功能，用做测量放大电路频率特性的输入信号，较为简单的方法是采用差分放大器的方法，取单

7、端的信号经差分放大后双端输出即可，为保证信号不失真，必须保证电路的对称性，防止因的温VDDKFG1zv^•/-n-r-15VP07AHR5QR11501-U2□R25.1kQ50v：图6信号变换放大器（2）度漂移而产生的影响。由于是从同相输入端输入因此电路的输入阻抗很高,能够满足试验的要求。综合比较，本设计选择方案二。3.衰减器。方案一：利用数字控制电位器。通过利用负反馈放大屯路结构，数字控制电位器作为反馈电阻实现放人倍数可以控制的测量放大电路。方案二：利用可控增益放大器。通过单片机数字控制增益放大倍数，实现放大倍数可控的测量放大电路。方案三：采用数模转换器。

8、通过利用单片机控制数模转换器的输入，从而实现全放大倍数范围能放大倍数可调的测量放大电路。由于实验器材限制，单片机与数模转换结合又能够很好的控制，所以本设计采用方案三。4.控制器和显示部分以及按键。控制部分采用单片机AT89S52组成的最小系统，显示部分采用四位共阴数码管作显示，利用四个按键对电路放大倍数实现控制调节。；；C1;;tHI-I33dF口X18仝RYSTAL(_^TEXT>33pFP10P7TP12FT3PT4PT5PTSPT7192930TT丄2345678U1>XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2XTAL2P0.

9、3/AD3P0.4/AD4P0.5/A