手动程控放大器开题报告

1. 研究目的与意义

手动程控放大器是指可以通过程序或指令控制而改变其增益等性能的放大器，pga在现代测控系统中是经常会用到的。随着各种新型原件的不断发展，pga的实现并不太难，但由于pga必须具有可以实现自动调节增益的功能，因而去精度总会因使用一些调节元器件而受到影响，在精密测量场合对pga的精度要求比较高，实现较精密的pga是众望所归。

at89s52为atmel所生产的一种低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8k在系统可编程flash存储器。

以dac0832内部的电阻网络为核心，利用at89s52单片机控制所选d/a的电阻网络状态，同时利用两个独立键盘来控制正弦波的放大倍数，并利用四位数码管将其显示出来。可以实现通频为20hz~20khz,vpp为20mv~20v,放大0.4~100倍，且步进为0.4可调的无失真的波形放大器。采用单片机来控制放大器有操作简单、经济适用，最重要的是基于单片机控制的程控放大器的精度比较高，在实际仪器测量过程中，是一种重大的改革。所以研究基于单片机控制的程控放大器很有意义，对生产个方面有很重要的作用。

2. 国内外研究现状分析

由于各类测量仪表设备中的传感器在不同测试中，其输出信号的幅度可能相差很多，传统的处理方法是对放大器增加手动档位调节以保证后端的a/d采集输入端的信号在一定幅度内，从而保证整个仪表的测量精度。但是人工档位调节增加了仪表操作的复杂性、影响了数据测量的实时性，同时档位调节通常采用机械扭转，增加了仪器的不可靠性和接触电阻对测量精度的影响。

还有一种可满足核仪器中所要求的线性度与增益稳定性以及自动稳谱的增益要求的数控放大器。系统在保证放大器的增益稳定性和线性指标的同时却降低了放大器的输入阻抗，必然对前级电路输出阻抗提出更高的要求。在实际应用中可通过增大反馈电阻提高输入阻抗，另外必要时还可以增加一级电压跟随电路，电压跟随器的输入阻抗极高，这样可以忽略电路中的导通电阻对增益的影响，各级增益完全取决于所选电阻。

目前通常采用单片机来自动选择量程档位，采用非易失性数字电位器和仪表放大器组成的高精度、多档位、低成本的程控放大器。

以单片机（或个人计算机）为基础的仪器测量系统的出现，是电子电工测量的一项重大改革，具有广阔的应用前景。

3. 研究的基本内容与计划

当前，随着数字化技术的不断发展，各类测量仪表越来越趋于采取数字化和智能化方向的发展。这些设备一般由前端的传感器、放大器电路和后端的数据处理电路组成。其中后端数据处理电路通常采用高精度a/d和高速单片机，以保证仪表的精度和速度要求。对于前端电路，由于传感器输出信号的幅度和驱动能力均比较微弱，必须加接精度的测量放大器以满足后端电路的要求；另一方面，传感器在不同测试中输出信号的幅度可能相差很多，传统的处理方法是对放大器增调节加手动档位以保证后端的a/d采集输入端的信号在一定幅度内，从而保证整个仪表的测量精度。

人工档位调节增加了仪表操作的复杂性、影响了数据测量的实时性，同时档位调节通常采用机械转扭增加了仪器的不可靠性和接触电阻对测量精度的影响。但该类放大器价格较高，选择档位较少。为了克服以上缺点，提出了采用非易失性数字电位器和仪表放大器组成的高精度、多档位、低成本的程控放大器。

2015年2月中：

4. 研究创新点

本系统选用89c51单片机作为控制器。89c51单片机是一种高效微控制器，芯片中集成了一个多功能8位cpu和4k字节闪烁可编程可擦除只读存储器。此外，他还有4个8位i\o口、5个中断源和128字节ram等资源。

选用dac0832作为数\模转换器。dac0832是12位高分辨率电流输出型d\a转换器，输入信号电平与ttl电平兼容。

通过数模转换器，实现了一种增益可调的程控放大器。程控放大器的增益由单片机输出的数字量控制。这种程控放大器具有电路简单，增益调整方便，成本低等特点。随着电子技术和计算机技术的发展，程控放大器有着广大的应用前景，并将朝着集成化、智能化、多功能化方向发展。