江苏省赛自动增益控制放大器Word格式文档下载.docx

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第2章单元模块设计…………………………………………………..……….5

2.1信号采集和处理电路……………………………….……….….6

2.2后级频率检测电路……………………………………….……….………6

2.3电源电路…………………………………………..…….7

2.4MSP430F149系统板扩展接口电路…………..……………...…….…...7

2.5程控电路……………………………………………..……...…..8

第3章系统调试……..……………………………………..………….…….…...8

3.1软件设计框图…………………………………………………..….….……9

3.2主程序……………………….……………………..…………………..….10

第4章系统功能、指标参数……………………………………..…………….11

4.1说明系统能实现的功能…………………………………..……….….....11

4.2系统测试方法…………………………………………………..…..…....11

4.3系统功能及指标参数分析………………………..……………………...11

第5章设计总结…………..……………………………..…………………….…12

5.1设计小结………………../…..……………………………….……….....12

5.2设计收获体会………………………………………………….…..…....12

5.3对设计的进一步完善提出意见或建议………………………..….…....12

参考文献

附录：

附1：

系统底板原理图

附2：

部分程序清单

第一章方案设计论证与比较

1.1总体方案论证

（1）、通过模拟开关切换反馈电阻，从而改变放大倍数。

（2）、通过数字电位器改变反馈电阻从而改变增益。

（3）、通过乘法型DAC内部的电阻网络来改变反馈电阻从而改变增益。

方案1,2由于模拟开关和数字电位器提供的阻值变化范围较少，很难实现自动增益的精确控制。

方案3,乘法型DAC内部有丰富的电阻网络可以供选择,一个12位的DAC有4095个动态范围的电阻值可以选择，能很好的满足动态范围。

程控放大器输入,输出用单片机内部的Ａ/Ｄ采样在单片机内部处理数据得到直流电压值或者交流电压的幅度，根据输入确定放大倍数，测输出调整放大倍数当稳定。

所以采用方案三。

1.2电路局部方案论证

（1）、集成运放的选择

方案1:

LM324差动输入的四运算放大器

LM324由四个独立的，高增益，内部频率补偿运算放大器，其中专为从单电源供电的电压范围经营。

从分裂电源的操作也有可能和低电源电流消耗是独立的电源电压的幅度。

与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它有一些显著优点。

该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。

共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。

方案2:

NE5532是高性能低噪声双运算放大器

NE5532是高性能低噪声双运算放大器（双运放）集成电路。

与很多标准运放相似，但它具有更好的噪声性能，优良的输出驱动能力及相当高的小信号带宽，电源电压范围大等特点。

因此很适合应用在高品质和专业音响设备、仪器、控制电路及电话通道放大器。

用作音频放大时音色温暖，保真度高，

方案3：

LM358内部频率补偿的双运算放大器

LM358内部包括有两个独立的、高增益，内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。

它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。

因为本次测量的是音频信号，故采用方案2。

第二章单元模块设计

2.1信号采集及处理电路图

本模块设计采用精密全波整流电路，将交流信号整形成直流电位，送单片机AD测量并显示。

2.2频率检测电路

本模块是将整形完的全波变为方波送给单片机AD测量频率，比较器采用LM358低频响应好。

2.3电源电路

电源模块将变压器输出的交流电经过整流后再稳压后出来输出四种电压供给电路

2.4MSP430F149最小系统

MSP430F149最小系统的转接板用以便于调试

2.5程控电路

使用的是现成模块DAC8802用以程控调节

第三章系统调试

3.1软件设计框图

3.2主程序

一、总设计框图：

VinVpp

Vin

（6）、程序设计流程图

第四章系统功能、指标参数

4.1说明系统能实现的功能

系统最终实现如下功能

（1）放大器从MP3或信号源输入音频（100HZ-10KHZ）信号，可以带600Ω负载或驱动8Ω喇叭（2-5W）。

（2）当输入信号幅度在10mv-5v间变化时，放大器输出默认值保持在2v±

0.2v内。

（3）能够显示输入信号幅度大小及频率大小。

（4）能够在1v-3v范围内步进式调节放大器输出幅度，步距0.2v。

（5）能够根据环境噪声调整自动调节放大器输出幅度。

4.2系统测试方法

调试一般采用通电观察，分块调试，整机联调的方法：

（1）通电观察。

确定电路连接无误的情况下，接通电源。

先观察是否有异常现象，如是否短路等。

如果异常，立刻切断电源，然后排出故障。

（2）分块调试。

按照功能的不同分成不同的模块，分别对各模块调试。

一般调试时按照信号流向进行的，这样可以吧输出座位后一级的输入，为最后的联调创造条件，方便简单。

（3）整机联调。

各单元电路调好后，还要将它们连接成整机进行调试，看是否符合要求。

4.3系统功能及指标参数分析

输入（VIN）

0.1

0.3

0.5

0.7

1.0

2.0

3.0

4.0

频率（fhz）

1.03

1.01

1.02

1.04

1.08

误差（%）

3

1

2

第五章设计总结

1）在整个做实验过程中，自己一定要有清晰的思路和具体的流程在脑海中，不能走一步算一步，要细致考虑，思维缜密，这样才能很好的完成整个设计的实现。

2）、在实际动手之前，对实验各部分的工作原理一定要明白，不能含糊，在扎实掌握理论知识的基础上，自己才能对实验中出现的问题加以分析，并最终解决问题。

只有这样，才能在实践动手中，培养自己的思维逻辑思维和提高独立分析、发现和解决问题的能力。

3）、我们在整个设计制作过程中，始终关注系统的性能指标和运行的稳定性，本着稳定性和精确性并重的原则，我们采取了诸多的有效措施，完成了设计题目所规定的部分指标和要求，达到基本的性能指标。

4）、在实验的硬件焊接和程序的调试过程中，不要着急，自己按部就班，一步一步来，自己要有信心，只要遵循正确的方法慢慢来，自己一定能解决问题并最终完好地实现设计。

5）、本文对自动增益控制放大器作了细致、全面、规范的分析；

对总体相应的软、硬件进行了设计、制作及调试，并贯穿至设计的全过程。

对文中所提到的各种算法都进行了处理，并得出结论。

所做工作如下：

（1）对设计中所需要的元件分析其原理和性能，极其应用和发展。

（2）列出了自动增益控制放大器硬件设计的方案，电路图，并附上说明。

（3）介绍软件设计方法，并给出个部分的程序清单。

系统设计中有待改进的方面有一下几点：

（1）测量输入信号，幅度偏小时或者偏大时。

输出信号的稳定度有待

（2）测量频率范围有待提高

附件

#include<

msp430.h>

#include"

12864.h"

capture.h"

key.h"

other.h"

dac8802.h"

externfloatfrequenc;

//formcapture.c

unsignedcharTIMERB0_count;

charTimerb0_flag=0;

unsignedlongVin_val_temp;

//外部信号电压幅度

#defineOUT_Switch_onP1OUT&

=~BIT4

#defineOUT_Switch_offP1OUT|=BIT4

voidinit_clk（void）

{

BCSCTL1&

=~XT2OFF;

BCSCTL2|=SELM1+SELS;

//MCLK=XT2;

do

{

IFG1&

=~OFIFG;

//清除振荡器失效标志；

for（unsignedinti=20;

i>

0;

i--）;

//延时一会，稳定时间；

}

while（（IFG1&

OFIFG）!

=0）;

//判断振荡器失效标志位；

}

voidTIMERB_Init（）

{

TBCTL=TBSSEL0+TBCLR;

//SMCLK,clearTAR

TBCCTL0=CCIE;

//CCR0interruptenabled

TBCCR0=8000;

TBCTL|=MC1;

//StartTimer_Aincontinuousmode

/****************************************************/

intmain（void）

volatileunsignedinti;

WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;

//Stopwatchdogtimer

for（i=0;

i<

20000;

i++）//Delayforcrystalstabilization

init_clk（）;

capture_int（）;

//捕获功能初始化

init_12864（）;

//

key_port_init（）;

//按键初始化

init_ADC12（）;

//ADC测量的初始化

DAC8802_INIT（）;

//DAC8802初始化

TIMERB_Init（）;

_EINT（）;

//打开中断

/*Send_DAC8802（1,16383）;

__delay_cycles（10000000）;

Send_DAC8802（1,10000）;

Send_DAC8802（1,8000）;

Send_DAC8802（1,3000）;

Send_DAC8802（1,500）;

*/

P1DIR|=BIT4;

while

（1）

if（Timerb0_flag）

change_freq（frequenc）;

//显示频率

change_vi（Vin_val_temp/2）;

Timerb0_flag=0;

AGC_Contrl（）;

#pragmavector=TIMERB0_VECTOR

__interruptvoidTimerB0（void）

TBCCR0=1000;

Timerb0_flag=1;