使用MSP430F149單片機(jī)設(shè)計寬帶直流放大器的詳細(xì)論文說明

　　本設(shè)計由輸入緩沖電路，增益控制電路，后級功率放大電路，測量電路，單片機(jī)控制及顯示和電源模塊六個功能模塊組成。其中前級放大由兩塊高性能集成寬帶、低噪聲可變增益放大器AD603 級聯(lián)而成，負(fù)責(zé)信號放大并與單片機(jī)電路配合實現(xiàn)了增益控制；后級功率輸出模塊采用分立元器件構(gòu)成，得到較高的輸出電壓范圍；系統(tǒng)控制模塊以TI公司的超低功耗MSP430F149單片機(jī)為主，可完成增益設(shè)定、電壓有效值計算和輸出電壓有效值顯示等功能。系統(tǒng)采用電壓反饋控制方式實現(xiàn)了自動增益控制，AGC范圍較寬。

　　按照題目要求，我們設(shè)計的寬帶直流放大器包括輸入緩沖、增益控制電路、后級放大、測量、鍵盤顯示和直流穩(wěn)壓電源六大功能模塊。其總體框圖如下圖1-1：

　　方案一：簡單的放大電路可以由三極管搭接的放大電路實現(xiàn)，為了滿足增益60dB的要求，可以采用多級放大電路實現(xiàn)。對電路輸出用二極管檢波產(chǎn)生反饋電壓調(diào)節(jié)前級電路實現(xiàn)自動增益的調(diào)節(jié)。本方案由于大量采用分立元件，如三極管等，電路比較復(fù)雜，工作點難于調(diào)整，尤其增益的定量調(diào)節(jié)非常困難。此外，由于采用多級放大，電路穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生自激現(xiàn)象。

　　方案二：DAC 控制增益。如圖1-2，輸入信號放大后作為基準(zhǔn)電壓送給DAC的Vref 腳，相當(dāng)于一個程控衰減器。再接一級放大，這兩級放大可實現(xiàn)要求的放大倍數(shù)。輸出接到有效值檢測電路上，反饋給單片機(jī)。單片機(jī)根據(jù)反饋調(diào)節(jié)衰減器，實現(xiàn)AGC。還可通過輸入模塊預(yù)置增益值，控制DAC 的輸出，實現(xiàn)程控增益。但增益動態(tài)范圍有限，故不采用。

　　方案三：電壓控制增益。如圖1-3，信號經(jīng)緩沖器后進(jìn)入可編程增益放大器PGA--AD603，放大后進(jìn)入峰值測量部分，得出的峰值采樣后送入單片機(jī)，再由DAC 輸出給AD603 控制放大倍數(shù)，實現(xiàn)自動增益控制。同時可通過輸入模塊設(shè)置增益值，控制DAC的輸出，實現(xiàn)程控增益放大。