基于单片机控制的放大器参数测试仪的毕业设计

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1、 1 一、题目要求和方案论证一、题目要求和方案论证 题目要求题目要求： 1）制作出放大器参数测试仪 1）测试参数的种类、数量自定，电压增益不小于 1000，输出幅度不小于 10V； 2）测试参数的精度自定； 3）测试仪的功能，例如对测试的结果是否存储、显示、打印等自定。 方案论证：方案论证： 方案一：基于模拟器件的信号处理方法方案一：基于模拟器件的信号处理方法 整机测试指标：放大器放大倍数，输入阻抗，输出阻抗，最大不失真电压。 电路实现方法：前端信号采用 8038 集成函数发生器产生测量信号，频率的改 变利用改变外界的电阻方法来实现。 放大器输出幅度的测量采用二级管检波的 方法进行测量，同时利

2、用模拟除法电路对输入信号和输出信号进行运算，从而 得到放大器的放大倍数。对于最大不失真电压的测量采用模拟滤波法，众所周 知，在放大器输出电压失真的情况下，会产生谐波分量，利用低通和高通滤波 器，我们便可以将基波分量和谐波分量分离出来，从而得到基波分量与谐波分 量的比值，根据比值的大小，我们便可以判断出失真与否，还有失真的程度， 即完成了对放大器参数的测量。 基于模拟器件的信号处理系统是一种比较传统的信号处理方法， 一般应包括放 大器、滤波器、乘法器、除法器等。这种系统实时性比较好，而且如果没有对 精度的特殊要求，它的造价一般也比较低。但用于这种场合是不合适的，原因 在于这一信号处理系统要用到除

3、法器，而模拟除法器要达到比较高的精度，其 造价是比较高的，而且调试也比较困难，稳定性很难保证，因此本设计将不采 用模拟器件作为核心的信号处理系统。 方案二：基于方案二：基于 CPLDCPLD 作主控单元数字测量与分析方法作主控单元数字测量与分析方法 整机测试指标：幅频特性、输入阻抗、输出阻抗、最大不失真电压、失真度的 测量； 电路实现方法：前级信号源利用 FPGA 来实现，通过 DDS 技术产生频率和幅度 可程控的信号源，用于对放大器的测量；后级输入阻抗，输出阻抗，最大不失 真电压，失真度的测量，采用 CPLD 控制外接高速 AD 进行数据采集与处理，从 而得到对放大器参数的测量。 方案的优缺

4、点： 优点：完全依靠于数字化的测量，比如对最大不失真电压的测量，可以利用 CPLD 进行 FFT，从而完成对信号频谱的分析，得到最大不失真电压和失真度的 测量。此种方案处理速度快，实时性好。 缺点：成本高，编程任务重，同时针对题目的要求，由于电压增益不小于 1000 倍，输出幅度不小于 10V,可以很明显的看出，测量对象是低频放大器，因此 对主控单元的处理速度要求不是非常严格，因此设计过程中没有采用此方案。 方案三：基于单片机作为主控单元，利用数字器件的测量方案三：基于单片机作为主控单元，利用数字器件的测量 2 整机测试指标：幅频特性、输入阻抗、输出阻抗、最大不失真电压； 电路实现方法：信号源采用 AD9850 进行生成，采用 AD9850 的最大优点是频率 可控，频率稳定度高，且幅度稳定，一般不需要外界的附加电路便可以实现， 从而给电路的设计带来方便，放大器的输入阻抗测量采用等效电阻法进行测 量，放大器的输出阻抗利用双重负载法进行测量，大负载接入放大器输出端， 可以将电压信号完全采集出来，而利用小负载时，由于放大器本身存在内阻， 因此当小负载可以和放大器的输出电阻相