自动增益放大器毕业设计.doc

自动增益放大器毕业设计 目 录 摘 要 I Abstract II 第1章 绪论 1 1.1自动增益控制的原理 1 1.2自动增益控制放大器设计内容 2 第2章 方案设计 3 2.1概述 3 2.2系统方案论证与选择 3 2.2.1可控增益电路 3 2.2.2滤波电路模块论证与选择 3 2.2.3峰值检波模块论证与选择 4 2.2.4显示模块 4 2.3系统总体方案设计 4 2.4 本章小结 5 第3章 电路设计及参数计算 6 3.1概述 6 3.2可控增益电路 6 3.3功率放大电路 6 3.4滤波电路 7 3.5峰值检波电路 7 3.6麦克风信号采集电路 8 3.7 LCD1602显示和键盘模块 9 3.8 单片机控制电路 9 3.9 本章小结 10 第4章 程序设计 11 4.1主程序流程图 11 4.2各模块程序流程图 13 4.2.1键盘程序流程图 13 4.2.2噪声采样程序流程图 14 4.2.3反馈程序流程图 15 4.3 本章小结 15 第5章 测试方案与测试结果 16 5.1测试方法与仪器 16 5.1.1测试方法 16 5.1.2测试仪器 16 5.2测试数据与结果 16 5.3功能测试总表 17 5.4 数据分析与结论 18 总结与展望 19 参考文献 20 致 谢 21 附录A 总电路图 22 附录B 总程序图 23 第1章 绪论 1.1自动增益控制的原理 自动增益控制电路已广泛用于各种接收机、录音机和信号采集系统中，另外在光纤通信、微波通信、卫星通信等通信系统以及雷达、广播电视系统中也得到了广泛的应用。 随着微电子技术、计算机网络技术和通信技术等行业的迅速发展，自动增益控制电路越来越被人们熟知并且广泛的应用到各个领域当中。自动增益控制线路，简称AGC线路，A是AUTO（自动），G是GAIN（增益），C是CONTROL（控制）。AGC环是闭环电路,是一个负反馈系统,一般来说分成增益受控放大电路和控制电压形成电路两部分.增益受控放大电路,其增益随控制电压而改变.控制电压形成电路的基本部件是 AGC 检波器和低通平滑滤波器,有时也包含门电路和直流放大器等部件.放大电路的输出信号U0 经检波并经滤波器滤除低频调制分量和噪声后,产生用以控制增益受控放大器的电压Uc .当输入信号Ui增大时,U0和Uc亦随之增大,Uc 增大使放大电路的增益下降,从而使输出信号的变化量显着小于输入信号的变化量,达到自动增益控制的目的。 AGC电路目前概括起来有模拟AGC和数字AGC电路。AGC环路可以放在模拟与数字电路之间，增益控制算法在数字部分来实现，合适的增益设置反馈给模拟可变增益放大器（VGA）。现在出现的自动增益控制方法可以分为以下3类：基于电路反馈的自动增益控制；基于光路反馈的自动增益控制；光路反馈和电路反馈相结合的自动增益控制。本次设计中要研究的是基于电路反馈的利用放大器实现的自动增益控制。 目前,实现自动增益控制的手段很多,典型的有压控放大器,也就是本次设计所要研究的自动增益控制放大器。它是通过调整放大器一个控制端的电压,就可以实现调节这个放大器的增益。因此,我们就可以通过反馈电路采集输出端的电压,通过调整网络后加到放大器的控制端.就可以实现自动增益控制。 1.2自动增益控制放大器设计内容 本设计中采用的芯片有VCA822程控放大芯片实现自动增益。放大器可以从MP3或信号源输入音频（100Hz~10kHz）信号，可以带600Ω负载或驱动8Ω喇叭（2~5W）。当输入信号幅度在10mV~5V间变化时，放大器输出默认值保持在2V±0.2V内，能够显示输入信号幅度大小及频率高低。并且能够在1V~3V范围内步进式调节放大器输出幅度，步距0.2V。 第2章 方案设计 2.1概述 通过MSP430单片机对各个信号的采集、处理来调控外部增益控制放大电路的放大倍数，从而调节音响的音量，音频信号强时自动减小放大器的倍数，信号弱时自动增大放大器的倍数。可控增益放大电路的输出信号经过滤波，峰值检波，单片机经过A/D转换进而采集到音响的电压信号。 2.2系统方案论证与选择 为了更好地实现各模块的功能，分别设计了几种方案进行比较，选择一种比较好的方案。 2.2.1可控增益电路 方案一：采用AD603来实现自动增益控制，AD603是低噪、90MHz带宽增益可调的集成运放，如增益用分贝表示，则增益与控制电压成线性关系。并且通过两级放大器的级联使增益控制范围增宽。 方案二：采用VCA822来实现自动增益控制，芯片 VCA822作为核心器件，宽带、电压控制增益可变放大器，最高频率达 150 MHz，实现将 20mVpp~2Vpp范围内的正弦波、 三角波和方波信号转换为一稳定的输出，输出能力达到5Vpp，并且在 0~5V 范围内实现数控， 其中包括