[發明專利]一種程控高增益選頻放大器

在審

• 申請號: 201410447190.1
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN105391408A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 牛譽博;臧涵暢
• 申請（專利權）人: 牛譽博
• 主分類號: H03F1/42
• 分類號: H03F1/42;H03G3/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是應用在自動控制及自動測量系統領域，具體地涉及一種程控高增益選頻放大器。

背景技術

在自動控制及自動測量系統中,需要把一些非電量(如溫度、轉速、壓力)等參數通過傳感器轉變成電信號,這些微弱的電信號經放大后就可以推動測量、記錄機構或控制執行機構,從而實現自動控制或自動測量。在而數字信號處理中，對放大器的要求是由承擔信號數字化的A/D提出的。

隨著信號處理技術的進展，待處理的信號也愈加復雜，如動態范圍大，帶寬增加等；因此對A/D前端的放大器就提出了特別的要求。當待處理的信號動態范圍很大時,要求放大器有很大的動態范圍。而放大器的輸出總是有限的，受器件本身的限制和A/D對輸入信號的要求。

因此要求放大器有很寬的增益控制范圍很重要，而具有高增益的程控放大器就能彌補上述問題。

發明內容

本發明就是針對上述問題，彌補現有技術的不足，提供一種程控高增益選頻放大器，本發明能夠實現中心頻率精確控制，工作穩定可靠、具有較高的性能指標；靈活性相當大，增益調節范圍很寬，容易實現高精度、高分辨率的高增益程控放大；具有穩定可靠、精度高的優點。

為實現本發明的上述目的，本發明采用如下技術方案。

本發明一種程控高增益選頻放大器，其中包括DDS模塊、前級固定放大模塊、高增益程控放大模塊、程控選項模塊、后級固定放大模塊、MSP430單片機、按鍵輸入模塊、液晶顯示模塊；其結構要點是：通過DDS直接數字式頻率合成器（DirectDigitalSynthesizer）指定的輸入信號，通過前級固定增益放大器模塊，將電壓信號放大到適合后級運放的工作范圍之內，然后進入高增益程控放大模塊，通過單片機MSP430來控制放大增益的大小，實80dB~100dB程控，最后經過后期固定放大電路得到精度較高的輸出信號。

作為本發明的一種優選方案，所述高增益程控放大模塊是由固定增益電路和程控放大電路構成，其中固定增益電路分為兩級，分別置于程控選頻電路前后，共74dB放大；程控放大電路部分由DAC7541構成，根據其內部可變的權電阻網絡作為反向放大器的反饋電阻實現放大倍數可調，其增益在56dB范圍內可調，步進小于6dB；由于放大倍數高，故采用低噪聲、高精度運放OPA27完成。

作為本發明的另一種優選方案，所述輸入信號是采用自制衰減正弦波信號源，其主要由DDS信號產生與濾波部分和幅值控制部分構成；信號產生部分由DDS芯片AD9851實現，單片機通過寫其頻率控制字實現輸出頻率可調，在其輸出端加上一個濾波器濾除高頻開關噪聲；DDS信號幅值控制部分由8位DAC芯片TLC7524完成，信號從其Vref端輸入，通過寫入不同的DAC值實現幅值調節。

本發明的有益效果是。

本發明采用采用高增益程控放大模塊，并以自制衰減正弦波信號源作為系統測試輸入信號；高增益程控放大模塊由固定增益放大器和以DAC7541為核心構成的程控放大器兩部分組成；程控選頻網絡以狀態變量濾波器為核心，以

DAC7800內部權電阻網絡作為可調電阻實現中心頻率精確控制。

本發明以MSP430單片機為控制核心，工作穩定可靠、具有較高的性能、指標靈活性相當大，增益調節范圍很寬，容易實現高精度、高分辨率的高增益程控放大；本發明放大器具有穩定可靠、精度高的優點。

附圖說明

圖1是本發明一種程控高增益選頻放大器系統框圖。

圖2是本發明一種程控高增益選頻放大器系統軟件流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，為一種程控高增益選頻放大器系統框圖。圖中包括包括DDS模塊、前級固定放大模塊、高增益程控放大模塊、程控選項模塊、后級固定放大模塊、MSP430單片機、按鍵輸入模塊、液晶顯示模塊；通過DDS直接數字式頻率合成器（DirectDigitalSynthesizer）指定的輸入信號，通過前級固定增益放大器模塊，將電壓信號放大到適合后級運放的工作范圍之內，然后進入高增益程控放大模塊，通過單片機MSP430來控制放大增益的大小，實80dB~100dB程控，最后經過后期固定放大電路得到精度較高的輸出信號。

如圖2實施例所示，為本發明一種程控高增益選頻放大器系統軟件流程圖。其中設置放大器的增益并顯示；設置選頻網絡的中心頻率并顯示；設置衰減信號的頻率，產生DDS信號的頻率控制字，控制頻率步進，并控制DDS信號的幅值，以產生按指數規律衰減的正弦波信號輸出。