【正文】 、鍵盤、串行通信電路原理圖4）放大器電路原理圖：附錄八: AT89C51源程序。可見，如果加入了以上的這些功能，此系統(tǒng)的實(shí)用性便可以得到大幅度的提高。六、系統(tǒng)存在的問題和改進(jìn)的措施1）存在的問題A: 參數(shù)測(cè)量不是特別精確在測(cè)量輸出阻抗時(shí)很明顯，這是由于A/D的精度問題，同時(shí)運(yùn)算放大器本身存在干擾，實(shí)測(cè)表明，A/D轉(zhuǎn)換器的前端信號(hào)存在10MV的噪聲，因此，在單片機(jī)讀入A/D的轉(zhuǎn)化數(shù)值之后，進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算。在波形不失真的前提下，首先測(cè)量RL 沒有接入的輸出電壓U，然后接入負(fù)載RL再測(cè)量此時(shí)放大器的輸出電壓Uo，則放大器的輸出電阻為 Ro=（U/Uo—1）RL測(cè)量時(shí)兩次測(cè)量輸入電壓Ui要保持相等，而且大小要適當(dāng)，保證在接入和斷開時(shí)輸出波形不失真。2）最大不失真電壓直流電源Vcc=+15V ，f為輸入信號(hào)頻率，Vpp為最大不失真電壓表52 最大不失真電壓測(cè)量數(shù)據(jù)（一）f/kHzVpp/V可見在0~，因此，在測(cè)量時(shí)采用300Hz信號(hào)輸入。1. 在OnInitDialog中配置串口串口設(shè)置為二進(jìn)制方式，大于等于一個(gè)字符則發(fā)出一個(gè)OnComm事件，配置為“9600，n,8,1”。發(fā)送過程較易實(shí)現(xiàn)，接收處理方式主要有查詢和中斷方式。==EBFES時(shí)鐘周期定時(shí)時(shí)間初值定時(shí)時(shí)間144）串行通訊中斷子程序設(shè)計(jì)串行通訊主要用于接收微機(jī)的控制信號(hào)，和握手信號(hào)，握手信號(hào)是一個(gè)特殊數(shù)值，當(dāng)單片機(jī)接到這個(gè)信號(hào)后，馬上在返回給微機(jī)這個(gè)信號(hào)，這樣微機(jī)就可以判斷出和本系統(tǒng)是否連上，為下一步的處理做準(zhǔn)備，由于程序很簡(jiǎn)單，在此就不多作介紹了，詳細(xì)情況參見源程序清單。放大器的雙負(fù)載，在實(shí)際過程中，我們分別選擇了100K和100歐姆，因此可以對(duì)放大器的輸出阻抗進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)實(shí)際情況，選擇的檢波管型號(hào)為2AP9，屬于鍺管，實(shí)際證明，效果很好。在此使用的集成電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232為RS232C/TTL電平轉(zhuǎn)換芯片。另一方面，考慮到本設(shè)計(jì)中單片機(jī)負(fù)荷較重，需要同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集及處理，并控制多個(gè)模塊工作，難以再給出I/O口來對(duì)鍵盤和數(shù)碼管進(jìn)行控制，因而B方案也是不合適的。本系統(tǒng)采用89C51單片機(jī)，由于其優(yōu)良的性能和低廉的價(jià)格，用在本系統(tǒng)的數(shù)字處理機(jī)部分是非常合適的。如果希望開始另一個(gè)轉(zhuǎn)換，CS必須有一個(gè)從高到低的跳變，且后面應(yīng)緊跟著輸入地址數(shù)據(jù)。 TLC0832的基本特性：TLC0832是八位逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它有兩個(gè)可選擇的輸入通道。3） 輸出阻抗電路的選擇對(duì)于輸出阻抗的測(cè)量的方法與輸入阻抗有類似的方面，輸出阻抗也可以等效，這樣我們?cè)诜糯笃鬏敵鰰r(shí)接入兩種不同的負(fù)載，一種是無窮大，相當(dāng)于開路時(shí)測(cè)量放大器輸出的電壓值，一種情況是接入一個(gè)阻值賦在很小的負(fù)載，這樣由于放大器本身存在內(nèi)阻，導(dǎo)致有一部分電壓會(huì)落在內(nèi)阻上，從而通過檢測(cè)電壓值，便可以計(jì)算出放大器的輸出阻抗。為了保護(hù)AD9850，同時(shí)減小信號(hào)源的輸出阻抗，我們?cè)贏D9850的后側(cè)放了一級(jí)射隨，采用了AD813完成，此運(yùn)算放大器的帶寬為10MHZ,完全可以滿足我們的需要，信號(hào)經(jīng)過射隨之后，經(jīng)過檢波管進(jìn)行檢波，所得的直流進(jìn)入A/D,放大器的輸出信號(hào)也要經(jīng)過檢波管進(jìn)行檢波,防止檢波電路對(duì)前級(jí)放大器輸出造成影響，因此在放大器與檢波器之間加了一級(jí)的緩沖，從而達(dá)到了相互隔離的目的。同相放大器的輸出電阻與反相放大器的輸出電阻一樣 Ro≈0平衡電阻為 Rp=R1//Rf同相放大器與反相放大器相比，同相放大器具有很高的輸入電阻和很低的輸出電阻是很好的阻抗變換器。從上式中可以看出，當(dāng)輸入信號(hào)電壓UO1大于輸入信號(hào)UO2時(shí)，輸出信號(hào)電壓UO1大于零（為正）；當(dāng)輸入信號(hào)電壓UO1小于輸入信號(hào)UO2時(shí)，輸出信號(hào)電壓UO1小于零（為負(fù)）。由此可見，這樣的低頻模擬放大器基本可以滿足我們的測(cè)試要求。而最大不失真電壓的測(cè)量采用了頻域計(jì)算的方法，通過時(shí)域的測(cè)量并進(jìn)行了變換得到了最大不失真電壓?；谀M器件的信號(hào)處理系統(tǒng)是一種比較傳統(tǒng)的信號(hào)處理方法，一般應(yīng)包括放大器、濾波器、乘法器、除法器等。電路實(shí)現(xiàn)方法：前端信號(hào)采用8038集成函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)，頻率的改變利用改變外界的電阻方法來實(shí)現(xiàn)。此種方案處理速度快，實(shí)時(shí)性好。二、整機(jī)工作原理與功能實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)的方框圖設(shè)計(jì)待測(cè)放大器人機(jī)界面放大器測(cè)試儀123 圖21 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方框圖以上框圖中表示的為放大器參數(shù)測(cè)試儀的主要組成。在反相輸入端信號(hào)電壓不變時(shí)，同相輸入端的輸入信號(hào)電壓增大，輸出端的信號(hào)也在增大；同相輸入端的輸入信號(hào)電壓減小，輸出端的信號(hào)也在減小。則有Ik=Eo/Ro+U/R2=[AdR2Rd+Ro（Rd+R3）]Ui/{Ro[R2（Rd+R3）+R1（R2+R3+Rd）]}由以上式子可求得反相放大器的等效輸出電阻為Roe=Uo/Ik={Ro[R2（Rd+R3）+R1（R2+R3+Rd）]}/[RdR1Ad+（Rd+R3）（R2+Ro）+R1（R2+R3+Rd+Ro）]因?yàn)镽o〈〈RR2，則Roe≈Ro/（1+Ad F）可見反相放大器的輸出電阻與集成運(yùn)放的輸出電阻Ro相比，降低了（1+Ad F）倍。各級(jí)電路的選取以及工作原理1）幅頻特性測(cè)量電路的選取采用檢波法測(cè)量輸入輸出的信號(hào)幅度，然后進(jìn)行除法運(yùn)算，從而達(dá)到了測(cè)量幅頻特性的目的。將前端信號(hào)源和放大器的輸入端之間串入了一個(gè)已知阻值的電阻，然后通過檢波管對(duì)信號(hào)源的幅值和放大器等效輸入阻抗上的電壓幅值進(jìn)行檢波，送入A/D，并且通過單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算，便可以得到放大器的輸入電阻?？梢钥吹?，根據(jù)所要得到的頻率值，很容易就可以得到ad9850的頻率控制字。SAR比較器用于對(duì)電阻梯形網(wǎng)絡(luò)輸出的逐次信號(hào)和輸入模擬信號(hào)進(jìn)行比較，比較器輸出則用于表示劉大于還是小于電阻梯形網(wǎng)絡(luò)的輸出。DSP器件從本質(zhì)上說和單片機(jī)類似也是程序控制方式，但其采用了不同于馮諾依曼的哈佛結(jié)構(gòu)使程序運(yùn)行速度更快，在總線上采用流水線結(jié)構(gòu)，并專設(shè)有用于乘法運(yùn)算的硬件乘法器。7） 顯示與鍵盤電路對(duì)于這部分電路、一般常用兩種辦法：A：利用專門譯碼芯片如CD4053和專用編碼芯片ICL8279控制數(shù)碼管和鍵盤。在放大器參數(shù)測(cè)試儀的設(shè)計(jì)中，為了能夠?qū)⒎l特性曲線、輸入阻抗、輸出阻抗、最大不失真電壓通過PC進(jìn)行顯示，我們運(yùn)用了串口進(jìn)行了下位機(jī)（單片機(jī)）與上位機(jī)（PC機(jī)）的通信。因此為了提高放大器本身的性能，我們第一級(jí)放大采用同相而第二級(jí)采用反相放大。4） 輸出阻抗的測(cè)量參數(shù)的計(jì)算對(duì)待測(cè)放大器進(jìn)行了手動(dòng)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)放大器的輸出阻抗在10歐姆30歐姆之間，如此小的輸出阻抗，給實(shí)際的自動(dòng)測(cè)量帶來了很多技術(shù)難題。定時(shí)器初值計(jì)算：0EBHTL0 0FEHTH0H100592.11/8102.6553665536102.5K64==\=180。由于程序設(shè)計(jì)不是很復(fù)雜，在此不再加以贅述，詳見程序清單。 S起始位1字節(jié) 幅頻特性總點(diǎn)數(shù)4字節(jié) 1字節(jié) 7字節(jié) 。我們用到的測(cè)試儀器是，WYK—302B2直流穩(wěn)壓源、SG1640B信號(hào)發(fā)生器、Tektronix TDS220數(shù)字示波器、DA16型晶體管毫伏表、Sabtronics （5000 DMM/SCANNER型） 高精度7位半數(shù)字電壓表。Rin=177。 所以，放大器輸出電阻隨輸入信號(hào)的頻率變化而變化是可以接受的。3）前景展望此系統(tǒng)還有很大的開發(fā)空間和潛力，可以分為以下幾個(gè)方面來講。電路進(jìn)行調(diào)試的整個(gè)過程中，我們遇到了很多的問題，但是都被我們一個(gè)個(gè)的解決了，讓我們產(chǎn)生了“柳暗花明又一村”的感覺，有些時(shí)候，遇到了問題，不要太局限于電路的局部，這樣反而會(huì)阻礙你發(fā)現(xiàn)問題，而要用系統(tǒng)的眼光去看待問題，綜合考慮各方面的因素。89C51單片機(jī) 。*** 0000~9999HZ。 DATA0 EQU 40H 。測(cè)量最大不失真輸出電壓 RIN_SIGN BIT UART_AF_START BIT 。清串口發(fā)送中斷 MOV SCON,50H 。初始化9850。轉(zhuǎn)向輸入阻抗測(cè)量 JB R_OUT,ME_R_OUT1 。計(jì)算 (55H*XH)/[27DH19*X]===?H K歐姆 ===BCD K歐姆 IN ORDER TO 精確，將此式計(jì)算乘10RIN_OVER: MOV R2,03H MOV R3,52H 。500HZ SIN SIGNAL MOV 24H,00H LCALL RANGE_1 MOV 30H,00H 。R2R3 MOV 31H,R3 MOV 32H,R2 MOV R0,31H MOV R1,33H MOV R7,02H LCALL BMBCD 。循環(huán)測(cè)量電壓值程序結(jié)束RIN_HL: 。******************** MOV SBUF,4FH 。選通道1 CLR HC373 SETB HC373 NOP CLR 。R4R5 32H31H MOV 32H,R4 MOV R2,00H MOV R3,19H MOV R6,00H MOV R7,30H LCALL MULD 。轉(zhuǎn)向最大不失真電壓測(cè)量 AJMP LOOPME_FV: LJMP ME_FV1ME_V_MAX1: LJMP ME_V_MAXME_R_OUT1: LJMP ME_R_OUT。SETB R_IN 。不允許定時(shí)器T1中斷 CLR ES 。INT0口的鍵盤中斷 LJMP KEY ORG 000BH AJMP T0_SERVER ORG 0023H AJMP SERIAL_INT ORG 0030HMAIN: MOV TMOD,22H 。fOR DElAy DlA2 EQU 4AH DlA3 EQU 4BH COUNT EQU 4CH DATAI EQU 4DH DIN BIT 。*** ~。30H34H為9850控制與數(shù)據(jù)緩沖寄存器。我們?nèi)齻€(gè)隊(duì)員暗自慶幸省組委會(huì)和學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)給了一次讓我們鍛煉自己的機(jī)會(huì)。B：上位機(jī)的軟件還可以進(jìn)行深入加工上位機(jī)的界面是儀器的顯示界面，為了提高系統(tǒng)的實(shí)用性，上位機(jī)可以提供很多的輔助功能，比如存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)、自動(dòng)生成表格、打印、上傳、以不同坐標(biāo)顯示、坐標(biāo)可以進(jìn)行拉伸和壓縮、局部放大和縮小、開機(jī)時(shí)間、測(cè)量次數(shù)等等。利用放大器參數(shù)測(cè)試儀測(cè)量的實(shí)際效果如下圖所示：圖56 放大器參數(shù)測(cè)試儀測(cè)量實(shí)際效果圖綜上所述：利用放大器參數(shù)測(cè)量儀測(cè)得的數(shù)據(jù)，基本上是準(zhǔn)確的，存在一定的誤差，這是由于各方面的因素導(dǎo)致的，比如A/D精度，運(yùn)算放大器的噪聲，檢波二極管的非線性等導(dǎo)致。測(cè)量電路如下圖所示。 圖51 放大器幅頻特性圖（0~500kHz）(12990Hz,848)圖52 放大器幅頻特性圖（0~100kHz） 由以上的數(shù)據(jù)和幅頻圖分析我們可以很明顯的看到，放大器的低頻放大倍數(shù)為1220倍，通頻帶為0Hz~13kHz，滿