【正文】 足低頻放大器的要求。程序?qū)崿F(xiàn)方法，串口通過(guò)MSComm控件接收數(shù)據(jù)，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并在屏幕上顯示出來(lái)。通信函數(shù)是中斷驅(qū)動(dòng)的：發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，先將其放入緩存區(qū)，串口準(zhǔn)備好后，就將其發(fā)送出去；傳來(lái)的數(shù)據(jù)迅速申請(qǐng)中斷，使WINDOWS 接收它并將其存入緩沖區(qū)，以供讀取。==180。雖然繼電器切換頻率不能過(guò)快，但是對(duì)于放大器輸出阻抗的測(cè)量上并不需要對(duì)繼電器進(jìn)行過(guò)高頻率的切換，因此采用繼電器實(shí)現(xiàn)切換是理想的選擇。為了對(duì)幅度小的信號(hào)也能進(jìn)行檢波，防止檢波管的死區(qū)電壓影響檢波管的效率，在檢波管上加了一個(gè)偏置電壓，該電壓能夠讓檢波管處于微導(dǎo)通狀態(tài)，從而提高了檢波效率。傳輸介質(zhì)為二芯屏蔽電纜，接線圖如下圖所示：圖214 RS232串行口接線圖RS232信號(hào)的電平和單片機(jī)串口的電平不一致，必須進(jìn)行二者之間的電平轉(zhuǎn)換。顯示AD985089C51單片機(jī)鍵盤(pán)MAX7219圖213 顯示與鍵盤(pán)電路由于本設(shè)計(jì)用了多達(dá)16個(gè)鍵盤(pán)和8個(gè)數(shù)碼管，用專(zhuān)用模塊編碼譯碼成本相對(duì)較高(ICL8279零售價(jià)40元)，所以不采用A方案。DSP器件的缺點(diǎn)是成本高對(duì)開(kāi)發(fā)人員的數(shù)學(xué)功底要求較苛刻，但DSP器件以其固有的優(yōu)點(diǎn)代表著數(shù)字信號(hào)處理器件發(fā)展的方向。在經(jīng)過(guò)8個(gè)時(shí)鐘后，轉(zhuǎn)換完成，CS變高，內(nèi)部所有寄存器清零，此時(shí)，輸出電路變?yōu)楦咦锠顟B(tài)。其中，ad9850的各位控制字和讀寫(xiě)時(shí)序見(jiàn)下圖：圖211 AD9850時(shí)序圖A/D數(shù)據(jù)采集電路采用TLC0832進(jìn)行測(cè)量，A/D轉(zhuǎn)換器的輸入范圍是0—5V，8BIT串行，因此與微處理機(jī)接口與編程都十分方便。圖28 輸入阻抗測(cè)試電路需要說(shuō)明的是，對(duì)于測(cè)量放大器的輸入阻抗時(shí)上端已知電阻的選取到底以何種標(biāo)準(zhǔn)為宜，經(jīng)過(guò)我們反復(fù)的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)這個(gè)已知電阻的選取既不能太大，又不能太小，太大則導(dǎo)致落在放大器等效輸入阻抗的電壓值過(guò)小，測(cè)量不準(zhǔn)確；同理，如果阻值過(guò)小，導(dǎo)致信號(hào)源的壓降全都落在放大器的等效輸入電阻上，也不能精確的測(cè)量放大器的輸入電阻值。在實(shí)際電路當(dāng)中，根據(jù)實(shí)際需要對(duì)電路參數(shù)進(jìn)行了恰當(dāng)?shù)脑O(shè)置。2：同相放大器 同相放大器的電路圖如下圖24所示：+_++Uo_+Ui_R1RfRp圖24 同相放大器電路輸入與輸出之間的關(guān)系為 Uo=（R1+Rf）Ui/R1輸入電阻 Ri=ric此式中ric 為運(yùn)放本身同相端對(duì)地的共模輸入電阻，一般比較大，約為100兆歐母左右。集成運(yùn)放的輸出電壓由下式?jīng)Q定：Uo＝Ao（Ui1－Ui2）式中：Uo為集成運(yùn)放的輸出電壓；Ao為集成運(yùn)放的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)；　Ui1為集成運(yùn)放同相輸入端信號(hào)電壓；Ui2為集成運(yùn)放反相輸入端信號(hào)電壓。經(jīng)過(guò)直接測(cè)量，放大器的最大放大倍數(shù)為1200倍，輸出最大不失真電壓為14V,輸入阻抗為10K，輸出阻抗為50100歐姆。方案三：基于單片機(jī)作為主控單元，利用數(shù)字器件的測(cè)量整機(jī)測(cè)試指標(biāo)：幅頻特性、輸入阻抗、輸出阻抗、最大不失真電壓；電路實(shí)現(xiàn)方法：信號(hào)源采用AD9850進(jìn)行生成，采用AD9850的最大優(yōu)點(diǎn)是頻率可控，頻率穩(wěn)定度高，且幅度穩(wěn)定，一般不需要外界的附加電路便可以實(shí)現(xiàn)，從而給電路的設(shè)計(jì)帶來(lái)方便，放大器的輸入阻抗測(cè)量采用等效電阻法進(jìn)行測(cè)量，放大器的輸出阻抗利用雙重負(fù)載法進(jìn)行測(cè)量，大負(fù)載接入放大器輸出端，可以將電壓信號(hào)完全采集出來(lái)，而利用小負(fù)載時(shí)，由于放大器本身存在內(nèi)阻，因此當(dāng)小負(fù)載可以和放大器的輸出電阻相匹配的時(shí)候，便可以等效為放大器的輸出電阻和小電阻進(jìn)行分壓，從而利用公式可以求得放大器的輸出電阻。對(duì)于最大不失真電壓的測(cè)量采用模擬濾波法，眾所周知，在放大器輸出電壓失真的情況下，會(huì)產(chǎn)生諧波分量，利用低通和高通濾波器，我們便可以將基波分量和諧波分量分離出來(lái)，從而得到基波分量與諧波分量的比值，根據(jù)比值的大小，我們便可以判斷出失真與否，還有失真的程度，即完成了對(duì)放大器參數(shù)的測(cè)量。放大器輸出幅度的測(cè)量采用二級(jí)管檢波的方法進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)利用模擬除法電路對(duì)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，從而得到放大器的放大倍數(shù)。缺點(diǎn)：成本高，編程任務(wù)重，同時(shí)針對(duì)題目的要求，由于電壓增益不小于1000倍，輸出幅度不小于10V,可以很明顯的看出，測(cè)量對(duì)象是低頻放大器，因此對(duì)主控單元的處理速度要求不是非常嚴(yán)格，因此設(shè)計(jì)過(guò)程中沒(méi)有采用此方案。1） 待測(cè)放大器：待測(cè)放大器的主要技術(shù)指標(biāo)均已達(dá)到或超過(guò)題目當(dāng)中給定的測(cè)量指標(biāo)。在同相輸入端信號(hào)電壓不變時(shí)，反相輸入端的信號(hào)電壓增大，輸出端的信號(hào)電壓減??；反相輸入端的信號(hào)電壓減小，輸出端的信號(hào)電壓增大。當(dāng)輸入交流信號(hào)時(shí)，由于運(yùn)放的開(kāi)環(huán)增益是頻率的函數(shù)，反相放大器的輸出阻抗也是頻率的函數(shù)，則Zoe=Zo/[1+Ad（jω）F]一般信號(hào)頻率ω〈〈ωn，則輸出阻抗Zoe≈Ro/（1+AdF），當(dāng)輸出頻率比較高時(shí)，輸出阻抗將有很大的變化。對(duì)于前端信號(hào)利用了AD公司的專(zhuān)用集成芯片AD9850，它具有于單片機(jī)便捷的接口，因此可以通過(guò)軟件對(duì)輸出信號(hào)的頻率進(jìn)行控制，由于測(cè)量的對(duì)象是低頻放大器，因此我們使AD9850輸出的頻率范圍是從0—500KHZ, 幅度的測(cè)量通過(guò)二極管檢波。具體的電路如下圖所示。通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)ad9850的操作就很容易的得到了測(cè)量放大器的前端信號(hào)源。在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)同時(shí)從DO端輸出，并以最高位(MSB)開(kāi)頭。這些技術(shù)的綜合運(yùn)用使得DSP器件執(zhí)行一條指令的時(shí)間以nS計(jì)。B：利用單片機(jī)、I/O口直接驅(qū)動(dòng)輸入方法和完成對(duì)鍵盤(pán)的控制。二者通過(guò)RS232串行口接收或上傳數(shù)據(jù)和指令。其電路圖如圖215所示，圖216 放大器原理圖圖217 放大器電路圖2) 輸入阻抗測(cè)量電路的設(shè)計(jì)在輸入阻抗電路設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算過(guò)程中，考慮到了幾個(gè)參數(shù)的選取，包括檢波器的輸入阻抗，檢波二極管的抬升電壓的獲取，放大器輸入端固定電阻的阻值選??；為了提高檢波器的輸入阻抗，在檢波管的后級(jí)電阻選取了大電阻，為了提高低頻信號(hào)的檢波質(zhì)量，與其并聯(lián)的電容也選取了較大值，根據(jù)實(shí)際效果，檢波電阻為50K，檢波電容為10UF，通過(guò)實(shí)際測(cè)量，可以滿足電路的要求。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，我們采用了雙負(fù)載對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行提取，對(duì)于雙負(fù)載的切換，并沒(méi)有采用模擬開(kāi)關(guān)，而是采用繼電器，因?yàn)檩敵鲎杩贡旧砭洼^小，采用模擬開(kāi)關(guān)，由于其本身存在導(dǎo)通電阻的問(wèn)題，因此會(huì)給測(cè)量帶來(lái)很大的誤差。180。四、上位機(jī)程序設(shè)計(jì)對(duì)于單片機(jī)與PC機(jī)通訊采用了協(xié)議，傳輸波特率為9600，通過(guò)VC++ ，在WINDOWS 環(huán)境下提供了完備的API應(yīng)用程序接口函數(shù)，程序員通過(guò)這些函數(shù)與通信硬件接口。 停止位1字節(jié) 輸入阻抗（單位：K歐姆）I 輸入阻抗 S 起始位1字節(jié) 3字節(jié) 停止位 輸出阻抗（單位：歐姆）O 輸出阻抗 S1字節(jié) 5字節(jié) 停止位 最大輸出不失真電壓（單位：V）V 最大輸出不失真電壓 S1字節(jié) 2字節(jié) 停止位 第二節(jié) 程序?qū)崿F(xiàn)與流程該程序?qū)崿F(xiàn)主要功能為：以圖形的方式顯示被測(cè)放大器的幅頻特性，輸入阻抗，輸出阻抗及最大不失真電壓。1）放大器幅頻特性測(cè)試表51 放大器幅頻特性測(cè)試數(shù)據(jù)直流電源Vcc=+15V，輸入信號(hào)峰峰值：Vpp=10mV輸出信號(hào)Uo也是峰峰值f/Hz10023554376410181300157018602160Uo/VAu122012201220122012201220121512101200f/kHzUo/VAu119011851180116511501140113011201090f/kHzUo/VAu1030964896868848768648568444f/kHzUo/VAu324258184138116f/kHzUo/VAu根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以畫(huà)出放大器的幅頻特性圖如下所示，為了方便觀察，我們將此圖分為0~500kHz和0~100kHz兩檔來(lái)畫(huà)。4）放大器輸出電阻的測(cè)量放大器輸出電阻的大小反映了放大器帶負(fù)載的能力，Ro越小，帶負(fù)載的能力越強(qiáng)，當(dāng)Ro〈〈 RL時(shí)，放大器可以等效為一個(gè)恒流源。在測(cè)量過(guò)程中，由于放大器輸出電阻基本在十幾到幾十歐，我們采用300Hz輸入信號(hào)來(lái)進(jìn)行測(cè)量。A：放大器測(cè)量的頻率范圍可以提高現(xiàn)在這套系統(tǒng)是按照測(cè)量低頻放大器的指標(biāo)設(shè)計(jì)的，但是，我們前端提供的用于測(cè)量放大器的信號(hào)源是可以產(chǎn)生從0HZ45MHZ的信號(hào)，而在此系統(tǒng)當(dāng)中我們只使用了0—500KHZ的信號(hào)，可見(jiàn)，信號(hào)源有很大的開(kāi)發(fā)潛力，利用當(dāng)前系統(tǒng)，只需對(duì)軟件進(jìn)行小量的修改，便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)中高頻放大器的參數(shù)測(cè)量。這期間，我學(xué)會(huì)了調(diào)試電路與作科研時(shí)的那種方法和態(tài)度，這些經(jīng)驗(yàn)也許是永遠(yuǎn)在課堂之上永遠(yuǎn)也學(xué)習(xí)不到的。9850晶體125MHZ。RANGE_2: 。40H47H為位顯示數(shù)據(jù) DATA1 EQU 41H DATA2 EQU 42H DATA3 EQU 43H DATA4 EQU 44H DATA5 EQU 45H DATA6 EQU 46H DATA7 EQU 47H POINT EQU 48H DlA1 EQU 49H 。串行口起始標(biāo)志為 UART_AF_STOP BIT ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H 。串口工作在方式1,允許接收 CLR ET1 。******************TEST AREA***************** 。轉(zhuǎn)向輸出阻抗測(cè)量 JB V_MAX,ME_V_MAX1 。55H*0AH === 352H MOV R6,00H MOV R7,30H LCALL MULD MOV 31H,R5 。給9850寫(xiě)入500HZ的信號(hào)以便利于測(cè)量最大不失真電壓 LCALL WR_DDS MOV P1,01H 。BIAMHUAN 3GE MOV A,35H ANL A,0FH MOV 30H,A MOV A,34H ANL A,0F0H SWAP A MOV 31H,A MOV A,34H ANL A,0FH MOV 32H,A MOV 36H,33H MOV A,36H ANL A,0F0H SWAP A MOV 33H,A MOV A,36H ANL A,0FH MOV 34H,A ORL 30H,30H ORL 31H,30H ORL 32H,30H ORL 33H,30H ORL 34H,30H。判斷此次采集的數(shù)據(jù)是否和上次相等 JNC RIN_NEW