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基于單片機的測量放大器

作者: 時(shí)間:2017-01-12 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏
根據題目的要求,經(jīng)過(guò)認真取舍,充分利用了模擬和數字系統各自的優(yōu)點(diǎn),發(fā)揮其優(yōu)勢,采用單片機控制放大器增益的方法,大大提高了系統的精度。采用儀表放大器輸入,大大提高了放大器的品質(zhì)。通過(guò)前級高共模輸入的儀表放大器AD620對不同的差模輸入信號電壓進(jìn)行不同倍數的放大,再經(jīng)后級數控衰減器得到要求放大倍數的輸出信號。每種信號都將在單片機的算法控制下得到最合理的前級放大和后級衰減,以使信號放大的質(zhì)量最佳。本系統原理方框圖如下框圖4所示。

三、理論分析與設計

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/201701/337966.htm

(1)差模放大倍數及其控制的分析計算

由系統框圖可分析系統對輸入信號的放大倍數為: (2)其中,Ac是前級放大器的放大倍數,ADAC是衰減器的衰減率。

儀表放大器AD620(如圖5)的兩個(gè)內部增益電阻為,其增益(3),的取值決定了前級差摸放大倍數。

本系統的控制由單片機完成,任一輸人信號都將在前后級放大的基礎上再經(jīng)中間級數控衰減器才得到最終的放大倍數。首先是在前級放大器的控制上。在仔細考慮題目要求的基礎上,我們將儀表放大器AD620按要求分為三個(gè)控制段,分別對1~10 V,0.1~1V和小于0.1 V的三個(gè)不同電壓等級的輸人信號進(jìn)行控制模擬開(kāi)關(guān)切換

以實(shí)現不同的放大倍數。按分析,規定的 圖5

電壓等級

前級放大倍數

實(shí)際放大倍數

1~10 V

1.024

1~10

0.1~1V

10.24

1~100

小于0.1 V

102.4

1~1000

放大倍數為(由于要求最后輸出信號不超過(guò)10V,因此對大信號的放大倍數是很小的)下表所示: 表1

在衰減器電路中,由一片D/A構成的控制器在單片機的控制下對用戶(hù)預置的放大倍數作出響應。由于前級放大器已經(jīng)作了相應的放大,后級×10放大電路又作了同樣的10倍放大,所以只要調整相應的衰減率就可得到要求的放大倍數。因此我們用的12位DAC,數字量每改變一個(gè)bit,該模塊的衰減就變動(dòng)4/4096,完全可以實(shí)現題目要求的步距為1的指標。例如要求得到203倍的放大倍數,只要812/4096的衰減、就可得到102.4×10×812/4096=203的放大倍數,也就是說(shuō),只要給DAC7811置數OCBH(203D)就可以了。又如要放大50倍,則做2000/4096的衰減,就有10.24×10×2000/4096=50的放大倍數。



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