《《集成运放参数测试仪的设计》-公开DOC·毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《集成运放参数测试仪的设计》-公开DOC·毕业论文（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 湖 北 工 业 大 学毕业设计（论文） 题 目 集成运放参数测试仪的设计 姓名 与 学号 指 导 老 师 指导 老师 职称 高级讲师 年级 专业 班级 机电一体化专业（2）班 所 在 学 院 商 贸 学 院 摘 要该集成运放参数测试系统参照GB3442-82标准，采用辅助放大器测试集成运算放大器主要参数的方法,以单片机（AT89S55）为控制核心，结合可编程逻辑器件FPGA ,使用多量程自动切换的方式，实现了对通用集成运放VIO （输入失调电压）、 IIO（输入失调电流）、AVD（交流差模开环电压增益）、KCMR（交流共模抑制比）和BWG（单位增益带宽）的高精度自动测量，使用128*128液
2、晶显示、打印测量结果。在自制测试AVD、 KCMR信号源部分，采用DDS(直接数字式频率合成)技术，合成高稳定度5Hz参数测量正弦信号；并在测试参数BWG时,使用 DDS专用芯片AD9851,合成40kHz至4MHz扫频信号源。整个系统集成度高，具有友好人机交互界面。 关键字: 集成运算放大器 参数测试 DDSAbstractThe paper is entitled “based on the stepping motors P89C51RA Movement ControlSystem Applications and Research“，which suggest the use of
3、stepper motors governor SCC(Single chip computer) control through click on stepper motors to achieve，then carrying outto stop to the start of the stepper motor，positive and negative turn、accelerate、deceleratiaon，such as the slowdown in movement control. System using Philips series SCC，Protel uVision
4、2 development tools and development environment，with the basic language machines，compiled language for system conteol. In real-time detection and automatic control SCC applications，SCC as a core component to use only SCC knowledge is not enough and should be based on specific hardware structure，the
5、specific characteristics of the target application and integration software to further improve. Text first introduces the working principle of stepper motor，embedded microcontroller development tools and development environment；Focus described system hardware to design，including the ISP circuit，keyb
6、oards show circuit，driving circuit hardware to achieve until the final hardware debugging，and attached to circuit theory，and the current design of the equipment used to the work and principles of the realization of functions.Keywords:Single chip computer stepper motors P89C51RA目 录摘 要IAbstractII目 录II
7、I引 言11、方案论证与选择21.1题目任务要求21.1.1、任务21.1.2.1基本要求21.2 题目任务分析31.3 方案的比较选择与论证31.3.1 测试信号产生方案:31.3.2 运放参数测量电路方案52、系统总体设计与实现72.1 系统总体设计72.2总体实现框图73、理论分析与计算83.1 运放参数测量电路设计83.1.1 标准测量电路的设计:93.1.2 系统自动测量电路的设计:93.1.2.1输入失调电压的测量:93.1.2.2输入失调电流的测量103.1.2.3差模开环交流电压增益的测量:113.1.2.4共模抑制比的测量123.1.2.5. 3dB带宽的测量133.2 DD
8、S的实现133.2.1 DDS实现理论分析134、功能电路设计154.1 信号源产生电路设计:154.1.1 D/A转换电路154.1.2、 低通滤波电路164.1.3 AD9851产生扫频信号电路图174.1.3.1 .1AD9851原理及扫频输出实现174.1.3.2 AD9851电路设计184.1.3.3滤波电路设计184.2 AGC电路与设计:194.2.1 AGC电路设计194.2.2 后级放大电路设计204.3信号采集处理电路204.3.1AD637峰值检波电路204.3.3 放大电路224.3.4 A/D转换电路235. 系统软件设计245.1 FPGA设计245.1.1 AD9
9、851扫频模块245.1.2.MAX197采样模块245.1.3.LCD显示模块以及键盘扫瞄模块255.1.4 DDS信号产生模块255.1.5继电器与程控放大控制模块265.2单片机设计部分266系统调试及测试数据与分析286.1测试条件286.2 测试方法及测试结果286.3测试数据分析296.4抗干扰措施29结束语30参考文献32致 谢33绪 论集成运放以其价格低廉.性能优越等特点在个人数据助理.通讯.汽车电子.音响产品.仪器仪表.传感器等领域得到广泛应用。随着数字电子技术的不断进步和集成电路市场的发展，兼有模拟和数字集成电路的SOC或混合集成电路将越来越受重视。与此同时，集成运放参数的
10、测定也将对研发人员和技术仪器提出更高的要求，传统的运放测试仪校准方案已不能满足市场特别是国防军工的要求，运放测试仪的校准面临严峻挑战。因此，提高运放测试仪的测试精度，保证运放器件的准确性是目前应解决的关键问题。当今电子系统数字化已成为有目共睹的趋势。从传统的应用中小规模芯片构成电路系统到广泛地应用单片机,直至今天FPGA/CPLD在系统设计中的应用,电子设计技术已迈入了一个全新的阶段。FPGA/CPLD不仅具有容量大、逻辑功能强的特点,而且兼有高速、高可靠性。同时使得硬件的设计可以如软件设计一样方便快捷,使电子设计的技术操作和系统构成在整体上发生了质的飞跃。采用FPGA/CPLD可编程器件,可
11、利用计算机软件的方式对目标器件进行设计,而以硬件的形式实现既定的系统功能。在设计过程中,可根据需要随时改变器件的内部逻辑功能和管脚的信号方式,借助于大规模集成的FPGA/CPLD和高效的设计软件,用户不仅可通过直接对芯片结构的设计实行多种数字逻辑系统功能,而且由于管脚定义的灵活性,大大减轻了电路图设计和电路板设计的工作量及难度,同时,这种基于可编程芯片的设计大大减少了系统芯片的数量,缩小了系统的体积,提高了系统的可靠性。 本课题就是采用FPGA可编程器件，借助于大规模集成的FPGA和高效的设计软件，通过直接对芯片结构的设计实现数字式集成运放参数测试仪的设计。这个测试仪完全采用数字化的测量，采用
12、VHDL硬件描述语言，以FPGA器件作为控制的核心，使整个系统显得精简，能达到所要求的技术指标，相比较其他传统的测试系统具有灵活的现场更改性，还有处理速度快，实时性好、精确可靠、抗干扰性强等优点。可以让使用集成运放的人员快速而准确的得到集成运放的参数，让电子长品的研究设计周期缩短，电子设备的维护速度提高。通过毕业设计课题还可进一步懂得集成运放、可编程器件的结构、功能特点，对集成运放的参数测试方法有进一步的认识，对使用可用编程器件设计的思路和其使用方法有更深刻的理解。 1、方案论证与选择1.1题目任务要求1.1.1、任务 设计并制作一台能测试通用型集成运算放大器参数的测试仪，示意图如图1-1所示
13、。图1-1 示意图1.1.2、要求 1.1.2.1基本要求 1.1.2.1. 能测试VIO(输入失调电压)、IIO(输入失调电流)、AVD (交流差模开环电压增益)和KCMR (交流共模抑制比)四项基本参数，显示器最大显示数为 3999； 1.1.2.1.各项被测参数的测量范围及精度如下(被测运放的工作电压为15V)： VIO：测量范围为040mV（量程为4mV和40mV），误差绝对值小于3%读数+1个字； IIO：测量范围为04A（量程为0.4A和4A），误差绝对值小于3%读数+1个字； AVD：测量范围为 60dB120dB，测试误差绝对值小于3dB； KCMR：测量范围为 60dB120
14、dB，测试误差绝对值小于3dB； 1.1.2.1. 测试仪中的信号源(自制)用于AVD、KCMR参数的测量，要求信号源能输出频率为5Hz、输出电压有效值为4 V的正弦波信号，频率与电压值误差绝对值均小于1%； 1.1.2.1. 按照本题附录提供的符合GB3442-82的测试原理图(见图2图4)，再制作一组符合该标准的测试VIO、IIO、AVD 和KCMR参数的测试电路，以此测试电路的测试结果作为测试标准，对制作的运放参数测试仪进行标定。 1.1.3、发挥部分 增加电压模运放BWG (单位增益带宽)参数测量功能，要求测量频率范围为 100kHz3.5MHz，测量时间10秒，频率分辨力为1kHz；
