集成運放參數測試儀設計方案
靜態參數與動態參數的測量具有完全不同的特點,靜態參數測量電路要考慮靜態誤差,系統穩定度等。動態參數測量電路要考慮電磁干擾以及高頻信號的衰減補償等。兩個電路有著完全不同的設計方法和技術指標要求。我們在設計中采用兩個電路分開設計的方法,在最后通過一個繼電器實現兩個電路的切換。
(三)5Hz 4V有效值正弦波的實現:
5HZ 4V信號在電路中要多次用到,對該信號的穩定度有較高的要求,該信號的好壞直接關系到測量的精度。我們采用先進的DDS直接數字頻率合成技術,產生高幅值穩定度和頻率穩定度的信號。外圍電路如圖3-3-1所示:

圖3-4-1鎖相環外圍及接口電路
圖3-4-2 BWG測量電路
(五)自動測量功能的實現:
我們采用了兩大組繼電器來控制電路狀態,實現參數的自動測量。第一組為主測量電路部分,采用6個繼電器實現四個基本參數的測量。由于測量BWG和Tr需要采用完全不同的電路,我們又加入兩個繼電器,很方便的實現兩個電路的切換。示意圖如圖3-5-1:
(六)顯示模塊:
液晶顯示采用金鵬的OCM4X8C型液晶顯示模塊,該模塊是128×64點陣的漢字圖形型液晶顯示模塊,可顯示漢字及圖形,內置國標GB2312碼簡體中文字庫(16X16點陣)、128個字符(8X16點陣)及64X256點陣顯示RAM(GDRAM)。可與CPU直接接口,提供兩種界面來連接微處理機:8-位并行及串行兩種連接方式。具有多種功能:光標顯示、畫面移位、睡眠模式等。
(七)鍵盤模塊:
原理如圖3-7-1所示。鍵盤通過FPGA進行管理,當有鍵按下時,觸發中斷;去抖后將數據發送給單片機,單片機主服務進程接受按鍵值,然后根據按鍵值調度相應的進程。
圖3-7-1 鍵盤電路原理圖
圖3-7-2 鍵盤服務進程調度示意圖 (八)、UART-PC機通訊:
串口是計算機與外部設備進行數據交換的重要介質,所以串行通信在實際工程實現中有著廣泛的應用。而Microsoft公司的VC++6.0功能強大,其基礎類庫(MFC)封裝了WIN32 API中的標準通信函數,可方便的支持串口通信。在放大器參數測試儀的設計中,能夠很方便地將放大器的各個參數數據顯示并存儲。
我們運用了串口進行了下位機(單片機)與上位機(PC機)的通信。如圖3-8-1上位機接收數據,顯示數據界面。
圖3-8-1上位機界面 二者通過RS-232串行口接收或上傳數據和指令。傳輸介質為二芯屏蔽電纜,接線圖如下圖3-8-2所示:

圖3-8-2 RS-232串行口接線圖
RS-232信號的電平和單片機串口的電平不一致,必須進行二者之間的電平轉換。在此使用的集成電平轉換芯片MAX232為RS-232C/TTL電平轉換芯片。它只使用單+5V為其工作,配接4個1UF電解電容即可完成RS-232電平與TTL電平之間的轉換。其原理圖如下圖所示,轉換完畢的串口信號TXD、RXD直接和單片機SPCE061A相連接。
圖3-8-3 MAX232外圍原理圖
四、理論計算及分析
圖4-1-1 主測量電路原理圖
(一)開環放大倍數的測量
如圖4-1-2繼電器狀態:K1,K2接地,K3,K4接通,K5接地,K6接信號輸入端。整個電路構成一個大的環路負反饋,信號從R7端輸入,根據虛短虛斷的概念,因為R7上端與放大器的同相端相聯,為地電位;所以節點OUT1的電位為:
(
)
又:
(
為放大器U2的輸出電壓)
得:











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