基于单片机的宽带前置程控放大器设计任务+开题+综述+设计Word文件下载.docx

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5.增益调节步进±

1dB。

三、计划进度：

毕业设计期限：

自2010年10月20至2011年4月25日。

第一阶段（4周）：

分析任务，收集资料，系统总体方案设计，完成开题报告、文献综述、外文翻译。

第二阶段（4周）：

设计与写论文，硬件电路与软件程序设计，撰写设计报告与论文。

第三阶段（2周）：

设计作品完善，论文修改。

四、主要参考文献：

[1]Fullydifferentialamplifiersapplications:

Linetermination,drivinghigh-speedADCsanddifferentialtransmissionlines[EB/OL],[2010-10-15].general/docs/lit/getliterature.tsp?

baseLiteratureNumber=slyt143&

fileType=pdf&

track=no.

[2]蔡锦福.运算放大器原理与应用[M].北京：

机械工业出版社,2009,9.

[3]王昊,李昕等.集成运放应用电路设计360例[M].北京:

电子工业出版社,2007,1.

[4]TerrenceLynch.选择正确的运算放大器[J].电子设计技术,2004,4,45（4）:

8～13.

[5]黄智伟.全国大学生电子设计竞赛培训教材[M].北京:

电子工业出版社,2005,1.

开题报告

一、课题研究意义及现状

近年来随着计算机和互联网的迅速普及，多媒体信息的高速传输呈现飞速增长的趋势。

宽带放大器在光纤通信、电子战设备及微波仪表等方面应用越来越广泛。

这些系统一般要求放大器具有增益可调、宽频带、低噪声、工作稳定等特点。

要同时满足这些性能指标，对电路设计提出了很高的要求，尤其是高频PCB和电磁兼容的设计要求。

宽带运算放大器广泛应用于A／D转换器、D／A转换器、有源滤波器、波形发生器、视频放大器等电路。

这些电路要求运算放大器具有较宽的频带宽度，并且增益最好可调。

所谓宽带放大器，就是工作频率上限与下限之比甚大于1的放大器。

习惯上也常把相对频带宽带大于20%~30%的放大器列入此类。

这类电路主要用于对视频信号，脉冲信号或射频信号的放大。

通常以电阻器为放大器的负载，以电容器作级间耦合。

为了扩展带宽，除了使其增益较低之外，通常还需要采用高频和低频补偿措施，以使放大器的增益—频率特性曲线的平坦部分向两端延展。

由于宽带放大器的宽频带特性，高频电磁波在导电介质中传输（比如PCB板内线路，通讯的电缆等）过程中，会发生的信号反射、干涉、振铃效应、天线效应、衰减、叠加等各种信号畸变的情况，实现起来有一定的难度，国内外的放大器的应用在窄带放大器的方面比较多。

为了能够远距离随时随地迅速而准确的传送多媒体信息，于是无线通信技术得到了迅猛的发展，技术也越来越成熟，而宽带放大器是上述通信系统和其他电子系统必不可少的一部分。

如今微电子技术的发展，宽带放大器在科研中具有很重要的作用，应用前景也十分的广泛，越来越多的人开始研究宽带放大器。

在本课题在宽带放大器宽频带基础上，实现程控，控制简单方便，对研究宽带放大器设计和高速电路的设计都有着积极的意义。

二、课题研究的主要内容和预期目标

电路包括直流输入阻抗50Ω和1MΩ可选的输入阻抗匹配单元有源放大等环节。

具体内容：

1.输入阻抗匹配单元：

实现直流输入阻抗50Ω和1MΩ可选的输入阻抗匹配。

4.增益在[0,40]dB范围内可调。

5.增益调节步进±

结合上述内容，先完成硬件电路设计，并制作实物进行调试，调试好后进行软件编写，最后进行软硬件联调，完成最终设计。

通过本设计加深放大器知识的理解，学习高速信号处理中的注意事项和设计方法，为以后从事电路设计工作打下基础。

三、课题研究的方法及措施

宽带放大器一般要求有很宽的频带宽度，本课题主要研究重点在如何实现程控，扩展放大器频带宽度上。

首先掌握一定的理论基础，通过查找资料，了解阻抗匹配的含义，以及实现阻抗匹配的方法。

研究放大器增益实现程控的方法，分析并比较各方法的优缺点。

通过查找并分析各IC生产商芯片资料，结合实验测试的方法选择合适的宽带放大器。

压控增益运算放大器具有较宽的频带和很高的转换速率，满足本课题宽频带的要求。

通过单片机控制DA可以输出不同的控制电压，实现较多的增益控制级数。

因此本课题中选用压控增益运算放大器作为程控放大器的主要放大器件。

在某些运用中，放大器需要有较强驱动能力，所以还需要再加一级功率放大器以提高放大器的能力。

另外，在器件选型时除了考虑器件的带宽、输入阻抗以外，还需要注意器件的输入失调电压等问题。

系统总体框图如下：

四、课题研究进度计划

2010/2011（第一学期）：

明确任务，收集资料，确定系统总体设计方案，完成外文翻译、文献综述及开题报告，并做好开题答辩。

2010/2011（第二学期）：

第1周至第2周：

完成理论基础的研究，重点学习解决零点漂移的办法和提高放大器带宽的方法。

研究各类放大器和电路形式的特性。

第3周至第4周：

使用protel99完成电路原理图的绘制。

学习高速电路设计技巧，以提高电路的抗干扰能力，减小电路分布参数影响，完成电路PCB设计。

第5周至第6周：

制作硬件实物，并完成软硬件的调试，测试程控宽带放大器的性能指标，记录实验数据；

第7周至第8周：

撰写毕业论文，完善与修改毕业论文。

做好论文答辩的PPT资料，准备答辩，并提交所有电子文档材料。

五、参考文献

Linetermination,drivinghigh-speedADCsanddifferentialtransmissionlines[EB/OL],[2010-10-15]./getliterature.tsp?

[6]王国伟，施树春.可编程宽带运算放大器的设计与实现[J].武汉理工大学学报，2008，30（3）：

378～385.

[7]吴运昌.模拟集成电路原理与应用[M].广州:

华南理工大学出版社,2001,7.

[8]戴蓓蒨.线性电子线路[M].北京:

清华大学出版社,2008,8.

[9]彭军.运算放大器原理与应用[M].北京:

科学出版社,2008,7.

[10]冈村迪夫.OP放大电路设计[M].北京:

科学出版社,2004,9.

[11]张国华.集成运放应用技巧

（二）[J].电子制作,2009,2,45

（2）:

59～62.

[12]庞佑兵,梁伟.电压反馈和电流反馈运算放大器的比较[J].微电子学,2003,4,33

（2）:

132～139.

[13]曾真，施智强，何欣，唐铭杰.宽带放大器[J].国外电子元器件,2008年第11期：

57-58.

[14]胡嘉盛，李巍，任俊彦.增益可控CMOS低噪声放大器[J].固体电子学研究与发展，2007，27

（2）:

207～212.

毕业论文文献综述

运算放大器研究综述

摘要：

文章从运算放大器的分类，运算放大器的基本放大形式等方面对运算放大器做了较为详细的介绍和比较，分析了各类放大器的基本特性和应用场合。

通过比较，有助于电路设计师在实际应用中选择最合适自己的运算放大器和电路形式。

关键词：

运算放大器；

正相放大器；

反相放大器

1、引言

运算放大器是一种高增益直接耦合放大器。

当给它加上不同形式的反馈后，就可以完成加法、减法、积分、微分等数学运算、信号的处理（滤波、调制）以及波形的产生和变换。

由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，故得名“运算放大器”，此名称一直延续至今。

尽管近几十年来以大规模集成工艺为依托的各种数字电路的问世，逐渐替代了各种传统的模拟电路应用领域，但是正如AnalogDvice公司的广告一样，“Analogiseverywhere”，模拟无处不在。

现实的物理世界是模拟的，与物理世界的各种现象的接口仍然需要靠模拟电路实现。

即便在某一功能块中，模拟电路所占分量可能很少，但这一少部分或许是整个系统就设计和实现来说最具挑战性的部分，而且往往在系统性能上起着关键作用[1]。

自上世纪60年代仙童半导体（FairchildSemiconductor）推出了第一个被广泛使用的集成电路运算放大器以来，由于其性能优越，使用方便，使得工业上许许多多的测量技术有了突破性的发展[2]。

几十年来，不同行业的不同应用条件也对运算放大器提出了新的要求。

比如在手持设备产品中，产品采用电池供电，要求器件的功耗很低；

在视频和网络等应用中，要求运放具有高速宽频带的特性；

在微小信号放大的应用中要求运放的噪声小，否则信号会淹没在噪声中[3]。

为此，各大IC设计厂家不断推出各种新型运放，以满足各种不同需求。

2、运算放大器的分类

2.1按参数分

根据运算放大器的不同参数，可将运算放大器分为通用型运算放大器和专用型运算放大器。

专用型运算放大器又分为高输入阻抗运算放大器、高精度运算放大器、低功耗运算放大器、高速宽频带运算放大器、高压大功率型运算放大器、可编程控制运算放大器和轨对轨运算放大器等[4-5]。

通用型运算放大器是以通用为目的而设计的。

这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广，其性能指标能适合于一般性使用[6]。

高输入阻抗集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高，输入偏置电流非常小。

实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点，用场效应管组成运算放大器的差分输入级。

高精度集成运算放大器器的特点是失调电压小，温度漂移非常小，以及增益、共模抑制比非常高[7]。

低功耗运算放大器工作时的电流非常小，电源电压也比较低，多用于便携式电子产品中。

高速宽频带运算放大器主要特点是具有高的转换速率和宽的频率响应。

通常，在小信号条件下用单位增益带宽来衡量，在大信号条件下用全功率带宽或用摆率来衡量。

高压大功率型运算放大器在提供较高电压输出的同时，还能提供较大的电流，使得负载上得到较大的输出功率。

可编程控制运算放大器