宽带放大器、数字滤波设计报告-山东大学电子竞赛参赛作品
12页1、宽带放大器、数字滤波器设计报告参赛院校:山东大学信息科学与工程学院参赛队员:马衍庆、赵海明、郭帅帅日期:2010-8-27目录一、 摘要3 二、 正文3 2.1引言32.2方案论证32.3各个模块实现原理42.4系统设计和数据分析82.5结论和改进措施11三、 参考文献11四、 附录11一、摘要本设计基于运算放大器TL084进行宽带直流放大器进行设计,实现了放大倍数0到40DB可调,带宽在300KHz450KHz之间,输入电阻为50欧姆,输出电阻为1欧姆左右。并以AVR单片机为控制核心,对放大的信号用液晶12864进行波形检测显示,并通过AD、DA可以对信号进行实时回放。回放波形为输入波形的1/2,并通过软件计算出信号的有效值,显示在液晶上。关键词:宽带直流放大器 数字示波器 波形还原电路二、正文2.1引言随着微电子技术的发展,人们迫切的要求能够远距离随时随地迅速而准确地传送多媒体信息。于是,无线通信技术得到迅猛的发展,技术越来越成熟。而宽带放大器是音响、有线电视、无线通信中不可缺少的部分,于是人们对它的要求也越来越高。TL084是常用的运算放大器芯片,增益带宽积为2.5MHz4MHz
2、,每一片中含有四个放大器,是一款非常经济实用的芯片。2.2方案论证方案一:输入级采用一级跟随器,输出级采用一级跟随器,中间采用两级反向放大器,前一级固定放大在10倍(20DB)左右,后一级放大调整到放大倍数010倍,总的放大增益为040DB。方案二:输入级采用一级正向放大器,中间采用两级反向放大器,在第三级放大器设置为06.36DB可调。第一级放大倍数为6倍,第二级放大倍数为4倍。方案三:输入级采用正向放大器,中间采用两级反向放大器,输出级采用反向放大器,每一级的放大倍数10DB,其中第二级和第三级设置成可调,即(010DB)。方案一和方案二相比较,采用两级放大,在相同增益带宽积和总放大倍数一定的情况下,其3DB带宽不如三级放大。方案三和方案二比较,输出隔离不理想,输出电阻偏大。综上我们设计采用方案二。方案证明:已知TL084的增益带宽积为GBP(2.5MHz4MHz),放大器的增益为040DB可调,即放大器的放大倍数在0100倍之间。为方便计算取GBP=4MHz,A=100.公式一.公式二公式三由公式一、公式二、公式三和基本不等式可以推出:当j=2时,即采用两级放大,当时,的最大值为
3、283KHz当j=3时,即采用三级放大,当时,的最大值为430.1KHz2.3各个模块的实现原理宽带直流放大器模块:本模块设计使用三级放大器和一级跟随器,第一级使用正向放大器,放大倍数为6倍,第二级采用反向放大器,放大倍数为4倍,第三级采用可调的反向放大器,放大倍数为0到6.36倍可调。由公式三理论推算放大器整个的放大倍数为0152.6倍,即043.7DB。由公式一、二理论推算放大器的3DB带宽范围:0410KHz。原理图:图一:宽带直流放大器原理图原理图仿真:图二:原理图仿真图硬件焊接:AD与DA模块:本模块采用MAX118作为AD芯片,以MAX539作为DA芯片,进行设计,由AVR单片机进行控制。:基本的调试思路端口初始化时序产生转换完成读取输出是否图三:的调试流程简介:MAX539是低功率,电压输出12-bitDAC,+5 V单电源操作。也可在 5V电源操作。 MAX539 只有 140A工作电流。MAX539为8引脚DIP和SO封装。无需外部电阻器或运算放大器。输出缓冲区是一 个单位增益稳定,轨到轨输出的BiCMOS 运算放大器。 输入失调电压和共模抑制比是修正以达到更好的超过
4、12位性能。 建立时间是25s到 0.01的最终价值。可以驱动一个2K的直流负载。基本调试思路:端口初始化时序产生预置数输出图四:MAX539的调试流程液晶显示模块:本ST7920 点矩阵LCD控制/驱动IC,可以显示字母、数字符号、 文字型及自订图块显示,它可以提供 种控制介面,分别是8位元微处理器介面, 4位元微处理器介面及串列介面;所有的功能,包含显示RAM,字型产生器,以及液晶驱动电路和控制器,都包含在 个单晶片里面,只要 个最小的微处理系统,就可以操作本LCD控制/驱动IC。ST7920 的字型ROM 包括8192个16X16点的 文字形以及126个16X8点半宽的字母符号字型, 另外绘图显示画面提供 个64x256点的绘图区域(GDRAM)及240点的ICON RAM,可以和文字画面混和显示,而且ST7920内含CGRAM提供4组软体可程式规划的16X16造字功能。ST7920 具有低功率电源消耗 (2.7V to 5.5V) 可以提供电池操作携带式产品的省电需求。ST7920 LCD驱动器由33个common及64个segment所组成,Segment驱动器的扩充可以视需
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