【正文】 一種I2C接口鍵盤及LED驅(qū)動(dòng)管理器件，提供數(shù)據(jù)譯碼和循環(huán)、移位、段尋址等控制。同時(shí)液晶采用+5V供電，接地為模擬地，要和數(shù)字地分開(kāi)不然會(huì)對(duì)液晶顯示產(chǎn)生一定干擾。通過(guò)向指定顯示位置對(duì)應(yīng)的DDRAM中寫數(shù)據(jù)來(lái)顯示字符。要顯示某個(gè)圖形或漢字就是將相應(yīng)的點(diǎn)陣信息寫入到相應(yīng)的存儲(chǔ)單元中。圖411 末級(jí)功率放大圖 液晶接口電路本課題顯示裝置采用128*64的點(diǎn)陣式液晶顯示屏。圖410 BUF634內(nèi)部原理圖其最高輸出電流能達(dá)到250 mA，電壓擺率為2000V/uV，在寬帶模式下最大帶寬能達(dá)到180 MHz，在177。 ~18V電壓下供電正常工作，在增益為1 ~10倍時(shí) 帶寬為100 MHz，電壓擺率為1000V/uV，最高輸出電壓有效值為12V，最大電流為150mA。圖48帶寬可變?yōu)V波電路 末級(jí)功率放大電路設(shè)計(jì)要求末級(jí)功率電路最大輸出電壓正弦波有效值Vo≥10V，負(fù)載電阻（50177。經(jīng)過(guò)計(jì)算選用R3=，R4= kW。其中Q為電路的等效品質(zhì)因數(shù)。圖47 二階有源巴特沃斯濾波器該電路將截止頻率和電路的Q點(diǎn)分別由電路參數(shù)決定。MAX539產(chǎn)生控制電壓電路如圖46所示。由于MAX539的最高串行時(shí)鐘頻率為 14MHz ，數(shù)字量的轉(zhuǎn)換時(shí)間約為1. 14μs (877kHz)， DAC的12位建立時(shí)間為 25μs，因此全碼轉(zhuǎn)換的頻率只能限制在40kHz。在MAX539的應(yīng)用中，基準(zhǔn)電壓必須為正，而且基準(zhǔn)電壓值不能大于VDD 2V(如果 VDD為5V，基準(zhǔn)電壓不能大于3V)。由圖可知，MAX539內(nèi)部采用倒置的R 2R梯形網(wǎng)絡(luò)和單電源的 CMOS運(yùn)算放大器將12位數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬電壓。MAX539是一種采用 5V單電源供電的低功耗電壓輸出型 12位串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器。這樣通過(guò)單片機(jī)控制DA給GPOS管腳一個(gè)可變電壓，電壓范圍在0~1V，~+。模式三：VOUT與FDBK之間開(kāi)路，F(xiàn)DBK對(duì)COMN連接一個(gè)18uF的電容用于擴(kuò)展頻率響應(yīng)，該模式為高增益模式，其增益范圍為+~+，帶寬為9MHz.在以上三種模式中，增益G（dB）與控制電壓VG的關(guān)系曲線如圖43所示。模式一：將VOUT與FDBK短路，即為寬頻帶模式（90MHz寬頻帶），~+ dB。增益的調(diào)整與其自身電壓值無(wú)關(guān)，而僅與其差值VG 有關(guān)， 由于控制電壓GPOS/ GNEG 端的輸入電阻高達(dá)50MΩ ，因而輸入電流很小，致使片內(nèi)控制電路對(duì)提供增益控制電壓的外電路影響減小。用OPA642構(gòu)建前級(jí)跟隨電路如圖41所示，OPA642閉環(huán)帶寬增益積能達(dá)到400MHz，搭建成前級(jí)正向跟隨器，輸入電阻50W，滿足設(shè)計(jì)的要求。第4章 系統(tǒng)的電路原理和設(shè)計(jì) 前級(jí)跟隨電路設(shè)計(jì)本課題要求正弦信號(hào)輸入的有效值在10mV以下，并且頻率達(dá)到10MHz， 放大器的輸入電阻≥50W，所以決定采用超寬帶低噪聲運(yùn)放構(gòu)成電壓跟隨電路，經(jīng)過(guò)比較選用OPA642作為前級(jí)電壓跟隨的器件。系統(tǒng)各部分電路間阻抗匹配問(wèn)題：我們的設(shè)計(jì)使本系統(tǒng)各部分電路之間的輸入輸出阻抗匹配，不僅提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且對(duì)本系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載能力的提高有很大幫助。貝塞爾濾波器具有最好的線性相位特性，但幅頻特性下降常緩慢，要達(dá)到 9MHz 時(shí)小于等于 1dB的增益誤差，需設(shè)計(jì) 8階無(wú)源濾波，電感值較大、網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、制作困難。由于調(diào)試時(shí)我們使用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，其輸出信號(hào)含有各階諧波分量，輸入信號(hào)可以分解為多個(gè)正弦信號(hào)的疊加。其次：對(duì)于寬帶噪聲利用運(yùn)算放大器官方手冊(cè)中其電壓頻譜密度曲線進(jìn)行計(jì)算，該計(jì)算較為繁瑣，在此不詳述。經(jīng)過(guò)處理，該方案能較好的抑制零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。輸入級(jí)采用 OPA642，直流偏移為 500μV，相對(duì)于輸入信號(hào)有效值為10mV 時(shí)，引入的誤差約為 1%。需要對(duì)直流電源輸入作電容電感的∏型濾波，有效濾除各個(gè)芯片電源電壓中低頻紋波和高頻分量。一般在兩片AD603級(jí)聯(lián)會(huì)加電容隔離來(lái)消除共激震蕩，但是本課題電路要能對(duì)直流進(jìn)行放大，所以不能加電容進(jìn)行隔離。若使用兩片AD603級(jí)聯(lián)，根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)， 時(shí)增益起伏在 。由于各級(jí)的增益是對(duì)數(shù)相加的關(guān)系，我們對(duì)各級(jí)的增益起伏控制分別進(jìn)行分析：對(duì)于前置緩沖器，使用同相跟隨器作緩沖可以使整個(gè)放大器輸入阻抗提高，降低信號(hào)源的驅(qū)動(dòng)要求。末級(jí)放大級(jí)：用一片電流型運(yùn)放OPA603和2片BUF634組成后級(jí)功率放大，增益為16dB，帶寬40MHz。只要用一組2路繼電器就可以切換，所以實(shí)現(xiàn)較容易，最終選定方案二。方案二 ：使用高頻運(yùn)放構(gòu)建濾波電路，根據(jù)設(shè)計(jì)中要求的截止頻率選用相匹配的電阻電容。液晶顯可以顯示出各種想要顯示的內(nèi)容，而且占用單片機(jī)的數(shù)據(jù)口一定，根據(jù)設(shè)計(jì)要求可以選用大小相匹配的液晶。 系統(tǒng)顯示的選擇方案一 ：選用七段數(shù)碼管作為系統(tǒng)顯示。MSP430單片機(jī)作為一款低功耗單片機(jī)，可以用兩節(jié)5號(hào)電池供電。 系統(tǒng)處理器的選擇方案一 ：選用最常見(jiàn)的80C51單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心處理器。方案三 ：采用高壓運(yùn)放配合高速緩沖器實(shí)現(xiàn)。選用NSC公司的2N3904和2N3906三級(jí)管可以達(dá)到25MHz的帶寬，能夠滿足要求，但是為了提高電路的穩(wěn)定性，需要將反饋回路用電容串聯(lián)到地，放大器的低頻響應(yīng)會(huì)變差，不能夠作直流放大。對(duì)于60dB的要求可以串聯(lián)兩級(jí)AD603來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是只能適用小信號(hào)，對(duì)稍大的信號(hào)就會(huì)始終。例如XP9C10系列的截止頻率僅有1MHz左右，給電路的設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的不方便。圖22 OPA642小號(hào)幅頻特性方案一 ：采用帶寬寬帶增益積得運(yùn)算放大器制作多級(jí)放大電路。末級(jí)功率放大前級(jí)緩沖級(jí)中間放大級(jí)和帶寬選擇帶寬增益控制顯示直流穩(wěn)壓電源圖21 系統(tǒng)框圖 前級(jí)緩沖電路方案論證前級(jí)沖電路，要求能提高輸入電阻在50Ω以上，并且能要能初步濾掉信號(hào)中的噪聲。本次課題設(shè)計(jì)放大器的幅頻特性曲線如圖11所示。2）W。電壓增益AV≥60dB，輸入電壓有效值Vi≤10mV，AV可在0～60dB范圍內(nèi)手動(dòng)連續(xù)調(diào)節(jié)。具有增益可調(diào)功能的低噪聲放大器可以很好地降低功耗。信號(hào)過(guò)大又對(duì)后級(jí)造成過(guò)載。目前低噪聲放大器的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，UWB LNA伴隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步而得到飛速的發(fā)展。在成熟的窄帶低噪聲放大器研究的基礎(chǔ)上，超寬帶低噪聲放大器的研究的基礎(chǔ)上，超寬帶低噪聲的研究的研制得到了飛速的發(fā)展。它的出現(xiàn)，標(biāo)志著工業(yè)控制技術(shù)與通訊領(lǐng)域又一個(gè)新的突破，并將對(duì)這些領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生重要影響。用于電視圖像信號(hào)放大的視頻放大器是一種典型的基帶型寬帶放大器，所放大的信號(hào)的頻率范圍可以從幾赫或幾十赫的低頻直到幾兆赫或幾十兆赫的高頻。關(guān)鍵字 ：寬帶直流低噪聲放大器，前級(jí)緩沖級(jí)，中間放大級(jí)，末級(jí)級(jí)功率放大級(jí)AbstractThe technology of Broadband Low Noise Amplifier DC is one of the hotspots of technological development in the field of electrical control and munications today. Its appearance marked a new breakthrough in the field of industrial control technology and munications. And it will have a major impact on the development of these areas.The design full use of the advantages of digital systems simulation and bined with SCM preset and control gain amplifier, which makes the system accuracy and controllability improved greatly. The front buffer stage use ultra broadband highvoltage operational amplifier OPA642 as voltage follower input stage, the middle amplification use the filter circuit which posed by voltagecontrolled amplifier AD603 and the AD818, the final stage power amplification stage is to use lownoise amplifier and highvoltage highspeed buffer to improve the RMS of output voltage. Using single chip and digital control signal algorithm have obtained reasonably Preamplifier and accurate magnification, while the LCD display. The paper described the design of the subject in detail, the front buffer, the middle zoom level, the final stage power amplification stage, and its circuit design, introduced the hardware structure and program flow, and finally presented the preliminary results of the system and the systematic next development prospects.Keywords: Broadband DC low noise amplifier, the front buffer, the middle zoom level, the final stage power amplification stage第1章 緒論隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和綜合國(guó)力的增強(qiáng)，人民的生活質(zhì)量獲得很大提高。本次設(shè)計(jì)，充分的利用了數(shù)字系統(tǒng)以模擬的優(yōu)點(diǎn)并結(jié)合了單片機(jī)預(yù)置和控制增益放大器，這使系統(tǒng)的精確度和可控性得到了大大的提高。它的出現(xiàn)，標(biāo)志著工業(yè)控制技術(shù)與通訊領(lǐng)域又一個(gè)新的突破，并將對(duì)這些領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生重要影響。論文詳細(xì)闡述了該課題的設(shè)計(jì)方案，前級(jí)緩沖級(jí)、中間放大級(jí)、末級(jí)級(jí)功率放大級(jí)電路設(shè)計(jì)，介紹了硬件構(gòu)造和程序流程，最后介紹了該系統(tǒng)的初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果和系統(tǒng)下一步開(kāi)發(fā)的展望。這類電路主要用于對(duì)視頻信號(hào)、脈沖信號(hào)或射頻信號(hào)的放大。寬帶直流低噪聲放大器技術(shù)是當(dāng)今電氣控制與通訊領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為電氣內(nèi)領(lǐng)域內(nèi)的樞紐。低噪聲放大器(low noise amplifier 簡(jiǎn)稱LNA)是超寬帶接收機(jī)系統(tǒng)中的重要模塊之一。(3)受到有源器件的增益乘積的限制。在應(yīng)用的場(chǎng)景下，如果信號(hào)過(guò)小，混頻器無(wú)法檢測(cè)。再次，增益和功耗有一定的關(guān)系。后級(jí)放大器是使用低噪聲的運(yùn)放和高壓高速緩沖器搭配，使輸出電壓的有效值得到提高；利用單片機(jī)及數(shù)字算法控制信號(hào)得到了合理的前級(jí)放大和精確的放大倍數(shù)，同時(shí)由液晶顯示屏顯示出來(lái)。放大器的輸入電阻≥50W，負(fù)載電阻（50177。制作此次設(shè)計(jì)所用的電源。整體系統(tǒng)圖如圖21所示。可見(jiàn)做電壓跟隨器是帶寬完全能滿足設(shè)計(jì)要求而且在通頻帶內(nèi)很平坦，所以采用OPA642作為前級(jí)緩沖級(jí)。但是這種方法采用數(shù)字電位器作為電路中的調(diào)節(jié)增益的部分，但是一般的數(shù)字電位器截止頻率較低。該方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制也方便。在10～30dB的模式下有90MHz的帶寬，可以很好的滿足要求。方案一 ：采用