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摘要从应用的角度出发,给出了一种数字式可变增益放大器的实现方法。文章综述了程控可变增益放大器的研究情况，给出了可变增益放大器、滤波器等的定义、应用和主要指标。本设计分为控制部分、滤波器部分和可变增益放大器部分，将输入信号接到MAX275滤波器中滤波，得到的信号再通过ADG608选择NE5534中的放大倍数，即得到了一个可控范围大、输出幅度高、稳定性好、抗干扰能力强、幅频特性好的一个可变增益放大器与滤波器组。9518
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关键字：可变增益放大器，滤波器，ADG608，NE5534，MAX275
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Variable Gain Amplifier and filters design
Abstract
From the application point of view, this article gives the implementation of a digital variable gain amplifier. The article describes the research of program-controlled variable gain amplifier and gives the definition, application, and the main indicators of the variable gain amplifiers, filters, etc. The design is pided into the controlling part， filter and variable gain amplifier section. When the input signal enters into the filters, the changing signal is amplified by using ADG608 to choose the magnification in the NE5534. Finally , the article designs a large controlled range, high output amplitude, good stability, strong anti-jamming capability, having a good amplitude and frequency characteristics of variable gain amplifier and filter banks.
Keywords: variable gain amplifier, filters, ADG608, NE5534,MAX275
目 次
1 引言1
1.1研究背景及意义1
1.2设计要求2
2 系统设计原理3
2.1放大器3
2.2滤波器9
2.3 ADG608高性能模拟多路复用器17
3 系统电路设计18
3.1 硬件设计19
3.2 系统仿真25
结论28
致谢29
参考文献30
附录31
1 引言
当今时代电子科学技术飞速发展，它引导了人类社会的进步。在电子科学发展中大量应用了数字电路、模拟电路以及数字信号处理技术，并且朝着软件与硬件相结合的方向发展。人们对知识结构提出了更高、更新的要求。其中，用来实现放大和滤波的方法有很多种，但作为理论基础和基本原理并没有太大的差异。放大和滤波在工业和工程上有着广泛的应用。它在高速发展的今天占有着举足轻重的地位。本设计是研究程控放大和滤波电路。
随着可变增益放大技术的不断发展,它在自动测控、智能测控、智能仪器仪表等重要领域的应用也越来越广泛[1]。可变增益放大器的增益改变方式主要有人工(或机械) 和程控两大类(后者一般借助μP) ,具体方法有多种,每种方法各有其优点和局限性。从理论上讲,改变集成运算放大器(运放) 的反馈电阻或输入电阻,即可改变放大器的增益。但简单地改变反馈电阻或输入电阻所得到的可变增益放大器,往往并不具备理想的性能,有的根本不能正常使用[2]。从应用的角度出发,给出典型的可变增益放大器的实现方法,对可变增益放大器的正确选择和使用有指导意义[3]。
1.1 研究背景及意义
21世纪是一个高科技的社会。单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。单片机自动控制量程档位解决了人工档位调节对仪表操作的复杂性和数据测量实时性，也解决了机械转扭对同时档位调节产生的不可靠性和测量精度的影响。
目前通常采用单片机来自动选择量程档位，用仪表放大器和非易失性数字电位表组成的多档位，低成本，高精度的程控放大器。以单片机为基础的仪器测量系统的出现，是电子电工测量的一项重大变革，具有广阔的应用前景。程控放大器就是利用单片机控制增益大小的放大器，是高级模拟和混合信号集成电路的最广泛功能模块之一。许多电路或系统的设计方案，其整体的性能直接取决于所使用的运算放大器。不同测试中的各类测量仪表设备中的传感器，所输出信号的幅度可能会差很多，传统的处理方法是为了保证后端的A/D采集输入端的信号在一定幅度内，增加放大器的手动档位调节，从而保证整个仪表的测量精度，但人工档位调节增加仪表操作的复杂性，影响了数据测量的实时性，同时档位调节通常采用机械转扭，增加了仪器的不可靠性和接触电阻对测量精度的影响。传统的方法是采用可软件设置增益的放大器。还有种数控放大器满足仪器要求的自动稳谱的增益线性度和以及增益稳定性。系统保证放大器的线性指标和增益稳定性的同时降低放大器的输入阻抗，也对前级电路输出阻抗提出更高要求。在实际应用中可通过增大反馈电阻提高输入阻抗，必要时增加一级电压跟随电路，电压跟随器的输入阻抗极高，可忽略电路中的导通电阻对增益的影响，所选电阻决定了各级增益[4-6]。