09年C题实验报告(宽带直流放大器)要点

1、2009年全国大学生电子设计竞赛【本科组】宽带直流放大器（C题）摘 要：本宽带直放大器使用一片ad8039两级前置放大然后经过由VCA810组 成的程控放大电路经过 5M和10M的三阶无源滤波器再通过 AD811精密运放和 BUF634缓冲电路接负载输出，整个系统由单片机通过键盘控制，可以在手动与 步进放大倍数之间调节，也可以通过按键调节5M和10M通道的滤波器，该系统性能指标良好，增益可以在066.8dB之间调节，在规定的带宽范围内幅度波动 没有超过1dB,完成了题目的要求。关键词:前置放大无源滤波步进放大Abstract：The broadband amplifier using a st

2、raight ad8039 two levels of preamplifier and then through a programmable amplifier circuit composed of VCA810 through a 5 m and 10 m of third-order passive filter through AD811 precision op-amp and BUF634 load output buffer circuit, the whole system is con trolled by a sin gle-chip microcomputer by

3、keyboard, can step betwee n magn ificati on and manual adjustme nt, can also use butt ons adjust the filter of 5 m and 10 m cha nn el, the system performa nee is good, can be betwee n 0 66.8 dB gain adjustme nt, amplitude fluctuati ons within the ban dwidth of the provisi ons of no more than 1 dB, c

4、ompleted the topic request.Key Word : pre-amplification Passive filterStep amplification目录1. 系统设计11.1设计要求11.1.1设计任务11.1.2技术指标11.2方案比较与选择21.2.1可控增益放大方法比较与选择 21.2.2功率输出部分方法比较与选择 21.2.3直流稳压电源方案比较 32. 单元电路设计及参数计算 42.1 前置放大模块 42.2可控增益放大模块42.3 3dB 截止频率为 5MHz和10MHz滤波器 模块 53. 软件设计73.1程序总体流程图73.2程序清单（见附录 2）

5、74. 系统测试74.1测试仪器74.2测试结果85. 结束语10参考文献10附录10附录1主要元器件清单 10附录2程序清单111. 系统设计1.1设计要求1.1.1设计任务设计并制作一个宽带直流放大器及所用的直流稳压电源。1.1.2技术指标（1）基本要求 电压增益 代一 40dB，输入电压有效值V 20mV。 Av可在040dB范围 内手动连续调节。 最大输出电压正弦波有效值V_2V，输出信号波形无明显失真。 3dB通频带05MHz ;在04MHz通频带内增益起伏 1dB。 放大器的输入电阻50，负载电阻50_2门。 设计并制作满足放大器要求所用的直流稳压电源。（2）发挥部分 最大电压增益

6、代_60dB，输入电源有效值Vx 10mV。 在代=60dB时，输出端噪声电压的峰一峰值 Vonpp乞0.3V。 3dB通频带010MHz;在09MHz通频带内增益起伏60dBVimin =1mVV = 10VAv =60dBPO =0.2W(2)-3dB通频带010MHzf1 = 2MHzV。! =10Vf2 = 9MHzV02 = 7.23Vf3= 10MHzV03 = 6.68V09MHz通频带内增益起伏 1dB最大值-10V最小值-7.21V(3)输出电压最大电压有效值乏10VVo = 11.5V(4)提高电压增益进一步降低 输入电压提 高放大器的 电压增益，电 压增益每提 高2dBV

7、i min = 5mVVo =11VA, =66.8dB(5)可预置并显示Av可预置并显示Av可连续调节带宽并显示带宽可预置并显示5. 结束语本设计利用AD8039实现前级放大、VCA810实现可控增益调节， 采用三阶无源滤波完成3dB截止频率为5MHz和10MHz的要求，最后采用 AD811和BUF634实现功率放大部 分。采用C8051F020单片机进行 DAC、按键控制和LCD显示。在系统设计的过程中，我们遇到了很多问题，VCA810输出带宽不够、滤波器截止频率和通频带内增益起伏不满足1dB要求、AD811放大倍数不对、输出带宽过小、单片机控制后波形很不好等问题。通过小组成员间的交流讨论

8、、仔细分析最终解决了上述问题，但其中AD811输出带宽的问题还是没能得到很好的解决，不能满足带宽要求。在这个过程中，我们深刻地体会到共同协作和团队精神的重要性，并且也提高了自己发现问题、解决问题的能力。参考文献1 童诗白，华成英.模拟电子技术基础（第四版）M.北京:高等教育出版社,20062 肖看,李群芳.单片机原理、接口及应用一一嵌入式系统技术基础（第二版）M.北京:清华大学出版社,20103 黄智伟，王彦，陈文光，朱卫华.全国大学生电子设计竞赛训练教程（修订版）M.北京：电子工业出版社,2010附录附录1主要元器件清单(1)C8051F0201片(2)LCD及矩阵键盘1个(3)AD8039

9、1片(4)VCA8101片(5) OPA22271片(6) AD8441 片(7) 电容电阻电感若干附录2程序清单main.c /* *本程序为宽带直流放大器。DAC0 控希9 VCA810 (第 3 脚);TXD ( P0.0)控制滤波器的截止频率是 5MHz还是10MHz (默认5MHz);RXD (P0.1)控制VCA810是手动调节还是以5db步距调节(默认5db步距调 节)；Key1: 10MHz;Key2: 5MHz;Key3: 5db步距调节；Key4 :手动调节；*/ #i nclude C8051F020.hsfr16 DAC0sfr16 DAC1=0xD2;=0xD5;#i

10、 nclude DataType.h #include init.h #i nclude key.h #i nclude lcd.h sbit sps_0=P0A0;sbit sps_仁P0A1； static int count=0;un sig nedintsample13=0,188,404,613,822,1032,1241,1451,1660,1869,2078,2287,2499;floatsample113=0,0.125,0.250,0.375,0.500,0.625,0.750,0.875,1.000,1.125,1.250,1.375, 1.500;void KeyPres

11、sedHa ndler (); /按键检测函数void Clear_LCD_all(void);屏幕处理函数void ma in (void)int i=0;/ Disable watchdog timerWDTCN = Oxde;WDTCN = Oxad;Ini t();LCD_I nit (); /液晶屏初始化 KeyPortnit (); /键盘初始化 EA = 1;Clear_LCD_all();sps_0=0; sps_1=0; DAC0=0; coun t=0;while(1)for(i=0;i30000;i+);for(i=0;i30000;i+);KeyPressedHa nd

12、ler ();for(i=0;i30000;i+);for(i=0;i30000;i+);if(sps_0=0)LCD_DispStrAt (带宽为 5MHz , 1, 1); void KeyPressedHa ndler ()un sig ned char i=0;un sig ned int i_delay=0;switch (KeyScan ()case 1:sps_0=1;LCD_ClearScree n();LCD_DispStrAt (带宽为 10MHz, 1, 1); break;case 2:sps_0=0;LCD_ClearScree n(); LCD_DispStrAt

13、(带宽为 5MHz, 1, 1); break;case 3:sps_1=0;LCD_ClearScree n();if(cou nt12)coun t+;DAC0=samplecou ntF0x8000; LCD_DispNumberAt(cou nt, 2, 1);LCD_DispFloatNumberAt(sample1cou nt, 3, 2, 4);elsecoun t=0;DAC0=0;LCD_ClearScree n();break;case 4:sps_1=1;LCD_ClearScree n();DAC0=3339A0x8000;LCD_DispStrAt (手动,2, 1)

14、;LCD_DispFloatNumberAt(2.000, 3, 2, 4); break;case 5:LCD_DispStrAt (KEY05, 2, 1); break;case 6:LCD_DispStrAt (KEY06, 2, 1); break;case 7:LCD_DispStrAt (KEY07, 2, 1); break;case 8:LCD_DispStrAt (KEY08, 2, 1); break;case 9:LCD_DispStrAt (KEY09, 2, 1); break;case 10:LCD_DispStrAt (KEY10, 2, 1); break;case 11:LCD_DispStrAt (KEY11, 2, 1); break;case 1