前放电路专用测试设备毕业设计论文杨雪彪修订版hWord文档下载推荐.docx
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另外，作为模拟域和数字域的桥梁，我还对模数转换芯片的有效位数进行了测试。
此测试项目可以抽象为：
测试信号发生，信号采集和送入计算机进行分析三个部分。
为了使此设备具有更好的通用型和扩展性，我使用了NI公司的NIPXI-5422卡作为测试信号发生设备，通过前放电路后，由同样为NI公司的NIPXI-5761数据采集卡作为信号采集设备，然后将测试源信号和通过前放电路后的信号送入计算机进行处理和分析，从而完成相关测试。
实际的测试是在NI公司的LabVIEW中模拟完成的，使用巴特沃斯低通滤波器加白噪声来模拟前放电路，使用信号发生器和示波器模拟NIPXI-5422和NIPXI-5761。
通过对经过“前放电路”的前后测试信号的峰峰值的比求得放大倍数；
通过对输出信号进行FFT变换，转换到频域，由示波器显示其幅频特性和相频特性，即频域特性；
通过在幅频特性中定位-3dB截止频率测出通频带；
最后由MATLAB编程实现求输出信号的功率谱，从而得出其信噪比；
在此基础上由ADC有效位与SNR的关系算出模数转换的有效位数。
关键词：
前放电路，放大倍数，频域特性，信噪比，LabVIEW
SPECIALTESTEQUIPMENTOFPREAMPLIFIER
ABSTRACT
Thisdesignprojectasapreamplifierdedicatedtestequipment,preamplifierreferstoaninitialsignaltoselect,zoomin,modificationandoptimizationofcircuits,inparticularfortheinitialselectionandamplificationofthesignal.Pre-amplifieristhekeyofpoweramplifierthefollow-upofsignal,processing,andanalysis,soontheparametertestofpreamplifierisverynecessaryandmeaningful.
Forapreamplifierinmanyofthearguments,Ihavechosentotestitsfourbasicparameters:
amplification,frequencycharacteristics,bandpass,SNR.Inaddition,bridgethegapastheanalogdomainanddigitaldomain,Ialsotestedthenumberofsignificantdigitsoftheanalogtodigitalconversionchip.Thistestprojectcanbeabstractedinthreeparts:
testsignalgenerator,signalacquisitionandanalysisintoacomputer.Inordertomakethedevicemoreuniversalandscalable,IamusedtheNIPXI-5422ofNIcompanycardsasatestsignalgenerationdevice,afterpassingthepreamplifier,bythesamedataacquisitioncardwhichNIPXI-5761ofNIcompanyasadataacquisitiondevice,andthentakethesourcesignalandafterpassingthepreamplifiersignalintothecomputerforprocessingandanalysis,inordertocompletethetest.
PracticaltestsaresimulateinNI'
sLabVIEW,useButterworthlow-passfilterpluswhitenoisetosimulateapreamplifier,usingasignalgeneratorandoscilloscopesimulateNIPXI-5422,andNIPXI-5761.Byonpreamplifierofbeforeandaftertestsignalpeak-peakvalueobtainedzoommultiples;
byonoutputsignalforFFTtransform,conversiontofrequencydomain,byoscilloscopedisplayeditssitefrequencycharacteristicsandphasefrequencycharacteristics,isfrequencydomaincharacteristics;
byinsitefrequencycharacteristicsinthepositioning-3dBasstopfrequencymeasuredpassband;
lastbyMATLABprogrammingseekingoutputsignalofpowerspectrum,thengettheSNR;
onthisfoundation,bytherelationshipofADCeffectivebitandSNR,wewillgettheeffectivebitnumberofADCconversion.
KEYWORDS：
Preamplifier,Amplification,Frequencydomaincharacteristics,SNR,LabVIEW
目 录
前 言
前放电路是指把音频信号放大至功率放大器所能接受的输入范围。
前放电路功能有两个：
一是要选择所需要的音源信号，并放大到额定电平；
二是要进行各种音质控制，以美化声音。
组成前放电路的基本组成有：
音源选择、输入放大和音质控制等电路。
音源选择电路的作用是选择所需的音源信号送入后级，同时关闭其他音源通道。
输入放大器的作用是将音源信号放大到额定电平，通常是1V左右。
音质控制的作用是使音响系统的频率特性可以控制，以达到高保真的音质；
或者根据聆听者的爱好，修饰与美化声音。
广义地说，前放电路包括一切对初始信号进行选择，放大，以及优化修饰的电路，特别是对初始信号的选择和放大。
结合本专业的所学以及工业控制现场，很多初始信号都需要先进行滤波放大处理以后才适于后续的传输使用，例如传感器输出信号，所以对于信号进行初加工的前放电路，其性能的优劣将直接影响到整个系统的综合性能，那么对前放电路的进行相关指标进行测试就显得极其重要，不但可以使使用者清楚地了解设备的适用范围，避免出现不符合技术要求的数据进入后续的信息处理电路，产生误动作，甚至出现事故；
也可以为器材生产商提供必要的产品开发所需的相关器材性能指标信息，方便于有的放矢的优化后续产品的相关性能指标，有利于产品进化；
还可以为理论科学家以及广大学者进行电子信息材料的理论和实验研究提供必要的工具，有利于理论革新；
而对于工业控制系统的组建者来说，前放电路的性能指标也是至关重要的参数，是需要优先考虑的问题，它将影响到整个系统是否有效，性能是否卓越，是否能满足相关技术要求的核心因素。
一个性能良好的前放电路对于系统至关重要，那么拥有一套行之有效的前放电路专用检测设备对于每一个从事前放电路相关的研究开发，以及使用的技术人员来说都显得极其重要，就此设备的设计本身而言，对我自己的理论联系实际，以及动手能力，综合运用相关工具的能力提高也具有深远意义。
说起测试技术，它既是集成电路产业链中的一环，也是集成电路产品验证出厂的关键，由于测试技术含量高、知识密集，一直是我国集成电路产业发展的制约因素。
近几年来，对于刚刚提速的国内半导体业来说，其测试能力相对IC设计、制造、封装，这却是最薄弱的一环。
芯片测试是集成电路产业不可或缺的一个重要环节，而测试时间和测试效能是制约集成电路产业发展的两个重要因素。
与迅速发展的设计业相比之下，我国测试业的发展相对滞后，目前能够独立承担专业测试服务的公司寥寥无几，不能满足众多IC设计公司的验证分析和产业化测试需求，已日益成为我国集成电路产业发展的一个瓶颈。
目前，对于高端集成电路产品，主要还是送到国外去测试，国内的测试能力远远满足不了市场的需求。
面对当前我国的测试行业现状，一种基于虚拟仪器的测试技术不断发展，这充分的利用了计算机硬件资源的超高性价比，以及通用性强的特点，使得测试工作变得相对容易。
本次测试虽然是面对前放电路的，由于使用了以虚拟仪器技术为基础了测试平台，它具有极好的扩展性，只需在软件上进行极少，甚至不需做任何修改就能直接用于其他产品的测试。
本研究对象的前置放大电路也有不少人从事相关的测试，但是就我所见，有些测试设备有些混乱，有些可以精简，而且模块化不强。
考虑到自己当下的知识和技术水平，设计出极其完备的测试系统是不太可能的，我将尽我所能完善以前的前放电路测试设备中所出现的问题。
第1章引论
§
1.1测试中的信号分析
随着科学技术的发展，信息获取、处理和利用为目的的测试技术在生产和科学研究中的应用越来越广泛，测试技术已经成为信息领域的支柱技术之一。
测试过程就是针对被测对象的特点，利用相应的传感器，将被测物理量转变成电信号（随着时间变化的电压或者电流），然后，按一定的目的对信号进行分析和处理，从而探明被测对象内在的规律的过程。
因此信号的分析与处理是测试技术的重要研究。
信号的分析和处理技术可以分为模拟信号分析与处理技术和数字信号分析与处理技术。
尽管信号的模拟处理具有实时性强的特点，但信号的数字处理与之相比具有精度高，性能稳定，可靠性好，易于编程实现、处理手段灵活的特点，从而在信号处理领域得到广泛应用。
另一方面，由于近20年来电子技术、计算机技术的飞速发展，数字信号处理的硬件和软件产品已经非常丰富，在计算机速度上也可以满足实时性的要求。
因此，目前绝大多数的测试信号分析与处理系统都采用数字信号处理技术。
1.1.1信号分析
简单地说，信号分析就是研究信号本身的特征。
正如自然界各种各样的物质千差万别一样，信号也是千差万别的。
研究物质必须研究分析物质的分子结构或者原子结构，不同的分子或者原子结构将组成不同的物质。
同样地，随时间变化规律不同的信号，具有不同的外部特征，他们携带着不同的信息。
但是仅凭外部特征很难分辨相近的信号。
在寻找能够识别这些信号的基本方法中，函数的正交分解提供了一种有效地途径。
在满足一定条件下，将信号分解成某种基本函数的线性组合，不同信号的某些不同特征就十分清楚了。
例如，
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