【文章內(nèi)容簡介】 和發(fā)射結(jié)直流反饋來構(gòu)建末級功率放大電路。第一級主要是進行電壓的放大，整個功放電路的電壓增益都集中在第一級；第二級是進行電流的放大和電壓的合成，先將第一級的輸出的雙端信號轉(zhuǎn)變?yōu)閱味诵盘枺瑫r提高電路的帶負載能力。整個電路對于信號進行了線性放大，放大倍數(shù)AG≈1+R10/R9 （）在上圖所示的電路中，通過滑動變阻器 R1R 13 調(diào)節(jié)電路中的參數(shù)。 增益控制模塊自動增益控制(automatic gain control)就是在電路運行的過程中，放大電路的增益隨著信號強度的變化而不斷變化的方法。下圖為增益控制電路圖。濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 8 GPOS1GNEG2VINP3 V+8VOUT7V6COM4 FDBK5U1AD603GPOS1GNEG2VINP3 V+8VOUT7V6COM4 FDBK5U2AD603C110n C310n C610nC810nC910n C1010nC510nC210uC1210u C110uR1750R5v+5v圖 增益控制電路在此電路圖中，選用了兩個 AD603。為盡可能符合題目要求，在電路圖中使用 AD603 的三種典型工作方式中的第二種工作方式。電路圖中，在 AD603部分，VOUT 與 FDBK 之間外接一個電阻 REXT，F(xiàn)DBK 與 COMN 端之間接一個電容頻率補償。畫圖時采用直接耦合的工作方式。其優(yōu)點是能夠改善放大器的低頻響應(yīng)特性，同時可以減少兩級放大器級聯(lián)以后的頻帶損失。經(jīng)過 D/A 轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生的電壓信號，可以調(diào)節(jié)電路中的增益變化。電路的運行，都需要電源傳輸能量，在兩個 AD603 正電源輸入端接+5V 的電源，負電壓輸入端接5V 的電源，用以對整個電路提供能源。濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 9 3 電路硬件介紹 電路總體框圖下圖為整個設(shè)計的總體框圖。由圖所示，在前置放大電路部分，選用了 AD811 來控制放大功能，在增益控制模塊，我們采用了 AD603 來控制電壓的大小，從而控制增益的范圍。下面介紹一下 AD811 和 AD603 的信息。GPOS1NE2VIP3V+8VOUT7V6COM4 FDBK5U2AD603GPOS1NE2VIP3V+8VOUT7V6COM4 FDBK5U3AD603C3510nC3410n C3010nC2810n C2710n C2610nC310nC3610u C3110u C2510u R25705v+5v32 674U1AD81C3730nC38R29680 R27680R261k15v15vQ1PNQ4PNQ2NPQ3NPR14kR18kR8910R12K R92kR1kR16kC153uC173uC163uC183uC2110pFC210pF R15kR13KR10C201n C190pFR174kR71kC130pF C140pFR201K+15v15v+5v圖 總體電路圖 AD811 介紹AD811 運算放大器是美國模擬器件公司（簡稱 AD 公司）推出的一款寬帶電流反饋型運算放大器。針對廣播級質(zhì)量視頻系統(tǒng)進行了優(yōu)化，具有高速、高頻、寬頻帶、低噪聲等優(yōu)點。它可作用于分配放大器、直流恢復(fù)電路、視頻開關(guān)、視頻線路驅(qū)動器等方面的視頻信號處理。下圖為 AD811 的仿真引腳圖。濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 10 32 674U1AD811圖 AD811 仿真引腳圖AD811 的使用方法與一般運算放大器基本相同。AD811 有同相輸入和反相輸入兩種接入方法。AD811 的主要技術(shù)性能指標為：高速性（轉(zhuǎn)換速率可達2500V/181。s）、出色的直流精度（輸入失調(diào)電壓最大值可達 3 mV） 、內(nèi)部具有短路保護功能等。 AD603 介紹AD603 用于增益控制模塊。AD603 是一款美國模擬器件公司（簡稱 AD公司）推出的低噪聲、電壓控制型放大器。通常被用于中頻(IF)和射頻(RF)自動增益控制(AGC) 系統(tǒng)中。AD603 提供精確的引腳可選增益。90 MHz 帶寬時增益范圍為11 dB 至+31 dB； 9 MHz 帶寬時增益范圍為+9 dB 至+51 dB。如果要計算電路圖中任意中間位置的增益范圍，可以在其所需位置加一個外部電阻。折合到輸入的噪聲譜密度僅為 nV/√Hz。采用推薦的177。5 V 電源，功耗為125mW。用 AD603 控制電路增益有三種方式：（1）將 VOUT 與 FDBK 短路，即為寬頻帶模式（90MHz 寬頻帶） 。此時AD603 ~+ ；（2）畫電路圖時，在 VOUT 與 FDBK 之間外接一個電阻 REXT，在FDBK 與 COMN 端之間接一個 的電容頻率補償，根據(jù)增益關(guān)系式計算出REXT 大小。選取合適的 REXT，獲得所需增益值。當 REXT= 時，其增益范圍為1~+41dB ；（3）在 VOUT 與 FDBK 之間開路。FDBK 對 COMN 連接一個 18uF 的電容。這是為了擴展頻率響應(yīng)，其增益范圍為+~+，帶寬為 9MHz。下面是 AD603 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖：濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 圖 AD603 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖由上圖所知，AD603 是三部分組成：增益控制部分、精密無源輸入衰減器和固定增益放大器。如圖所示，加在梯型網(wǎng)絡(luò)輸入端（VINP）的信號經(jīng)過衰減后，由固定增益放大器部分輸出。增益控制部分的電壓可以控制衰減量。增益大小調(diào)整與只與其差值 VG 有關(guān)，自身電壓值無關(guān)。GPOS/GNEG 端的輸入電阻值高達 50MΩ。由 I=V/R 所得，當輸入電流很小時，片內(nèi)控制電路對提供增益控制電壓的外電路影響也在逐步減小。AD603 很適合構(gòu)成程控增益放大器。AD603 實現(xiàn)電路增益步進可調(diào)功能。 “滑動臂”從左到右可以連續(xù)移動。放大器的增益范圍隨 VOUT 和 FDBK 兩管腳的連接的改變發(fā)生變化。下圖是AD603 連續(xù)控制下的輸入增益控制計算。濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 12 圖 連續(xù)控制下的輸入增益控制計算仿真中的 AD603 引腳圖如下圖所示：圖 仿真引腳圖濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計本次設(shè)計中用到的軟件有 Protues 仿真軟件和 CCS 編譯軟件，這兩個軟件功能很強大，是實現(xiàn)本次功能中必不可少的。利用 Protues 繪制出電路圖。將搭建好的元器件連接好，通過程序進行仿真實驗。程序編寫不對的地方可以利用CCS 軟件隨時修改程序控制電流的輸出。進行仿真可以查看出哪里有邏輯錯誤和功能錯誤，通過修改可以使方案設(shè)計更加完善。 Protues 簡介Proteus 軟件是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件。它和Altium Designer 一樣都可以進行電路元器件的仿真，Proteus 還可以單片機及外圍器件，Altium Designer 就不具備此功能，但它可以生成 PCB 電路板，二者也可以聯(lián)合起來共同使用。Proteus 一款將虛擬模型仿真軟件、PCB 設(shè)計軟件和電路仿真軟件三款軟件的功能結(jié)合在一起的新的綜合性軟件。畫好 Proteus 仿真圖后，可以很直觀地評估硬件電路的設(shè)計正確性。因此畫圖時可以及時的修改電路圖，以保證整體電路最好可以正確運行。Proteus 處理器模型支持805HC1PIC 、AVR 、ARM 、8086 和 MSP430 等，2022 年增加了 Cortex和 DSP 系列處理器，它的功能也在不斷的增加。在編譯方面，它也支持CCS、IAR、Keil 和 MATLAB 等多種編譯軟件。圖 是 Protues 開機主界面圖：圖 Protues 開機主界面圖濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 14 下圖是 Protues 仿真主界面圖：圖 Protues 仿真主界面圖Protues 中元器件資源豐富，包括仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有 30 多個元件庫，而且自己也可以對元器件進行量程的設(shè)置。Protues中還有儀表、圖形等資源，能夠滿足我們對各種電路的設(shè)計。下圖是 protues 元器件庫。圖 protues 元器件庫Protues 具有不同的版本，現(xiàn)已更新到 版本。不同版本的 protues 中元器濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 15 件庫也有不同，版本相對較低的會缺少一部分器件，但是我們可以將缺失的器件下載下來，然后加載到自己的 protues 軟件中。還可以將自己修改的器件存到元器件庫中，右鍵單擊元器件，然后選擇 Make device 出現(xiàn)如下界面，然后一直選擇 next 即可。圖 加載元器件 CCS 介紹CCS 是 Code Composer Studio 軟件的簡稱，中文譯名是代碼調(diào)式器或者代碼設(shè)計套件。Code Composer Studio 編譯語言是 C/C++、匯編語言等。Code Composer Studio 包羅一整套用于調(diào)試和開發(fā)嵌入式應(yīng)用的工具，而且它的開發(fā)界面上存在許多大家熟悉的工具和界面。CCS 軟件能適用于每個 TI 器件系列的多種功能。但是不同版本的 CCS 支持的處理器存在著差異。CCS IDE 部分為使用者提供了一個單一用戶界面，可以完成開發(fā)過程中的每一個方面。CCS 具有精密的高效工具。使用 CCS 編譯程序時，可以在 CCS開發(fā)界面上找到熟悉的工具和界面，可以讓用戶快速上手。CCS 版本更新比較快， 版本已經(jīng)投入使用中。前 4 版的 Code Composer Studio 都是基于 Eclipse 開放源碼軟件框架。基于 Eclipse 開放源碼 軟件框架的 CCS 版本為構(gòu)建軟件開發(fā)環(huán)境提供了優(yōu)秀的軟件框架，通過使用發(fā)現(xiàn)這種軟件框架非常好用，因此眾多嵌入式軟件供應(yīng)商都使用這種開放源碼軟件框架，使其成為采用的標準框架。CCS 將德州儀器 (TI) 先進的嵌入式調(diào)試功能的優(yōu)點和 Eclipse 軟件框架相結(jié)合，形成了新的工作方式。這樣一個有吸引力的、功能豐富的開發(fā)環(huán)境為嵌入式開發(fā)使用者提供了極大的便利。下圖為 CCS 的開機主界面圖。我安裝濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 16 的是 版本的 CCS。打開軟件，首先要選擇工作區(qū)，也就是自己要單獨建立一個文件夾，用以存放 CCS 新建的各個工程。圖 CCS 開機主界面圖下圖是 CCS 編譯主界面圖。它的內(nèi)部資源非常豐富，可以為開發(fā)人員提供各種選擇。圖 CCS 編譯主界面圖編譯 CCS 的程序時與 keil 大致相似，都是要先建工程。在左欄右鍵單擊，然后選擇 new，選擇 CCS Project，如下圖所示，填寫名稱，然后選擇合適的單濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 17 片機。圖 CCS 建工程工程建好后，在界面的左欄就會出現(xiàn)已經(jīng)新建好的工程。點開新建好的工程后，在 Debug 處右鍵單擊選擇 new，建立新的 c 文件，然后將程序復(fù)制上去。下圖為已經(jīng)