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1、. . . . 试题编号B试题编号B 集成运放测试仪设计报告学校：工程大学姓名：郭天祥姓名：杜勉柯 姓名：于振南集成运放参数测试仪设计报告容摘要：本文介绍了运算放大器闭环参数的测试原理，分析了影响运算放大器闭环参数测试精度和稳定性的诸多原因和因素，与所采取的针对性措施，还探讨了闭环参数的测试精度、测试稳定性和测试适应性的评价问题。此系统以凌阳16位单片机为核心，采用凌阳的片载AD与DA使系统简洁功能强大。输出采用240128 LCD显示，可以显示多种字符与图形，拥有友好的人机界面与强大的显示功能。特别适用于智能控制的可编程人性化显示，并实现了菜单式中文图形界面，增强了系统的易用性。系统采用MA
2、X038作为信号源，可以输出一定围的任意频率可调，灵活易用。外围单片机采用AT89C55单片机进行液晶屏的控制，键盘的驱动等。This text introduce operation amplifier close test principle , ring of parameter , is it influence operation amplifier close ring parameter test precision and a great deal of reasons and factors of the stability to analyse, and the perti
3、nence measures taken, have also probed into the precision of test of closing the ring parameter, appraisal question of testing the stability and testing adaptability . System this in order to is it as core , adopt AD and DA make the system succinct and powerful a year in Yang such as Ling to insult
4、male genital 16 one-chip computer. Is it adopt 240128LCD show , can show many kinds of character and figure , have friendly man-machine interface and strong display function to output. The programmable humanization very much apply to intellectual control shows , have realized the menu type Chinese f
5、igure interface, have strengthened the apt using of the system. The system adopts MAX038 to do the signal source, it is adjustable , flexible and easy to use in frequency conversion that can output the signal . The peripheral one-chip computer adopts AT89C55 one-chip computer and carries on the cont
6、rol that the liquid crystal rejected , drive of the keyboard ,etc.关键词：凌阳单片机 人机界面 信号源 第1章 绪论1.1、设计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所示。图 11.2、设计要求1.2.1、基本要求（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；（2）各项被测参数的测量围与精度如下(被测运放的工作电压为15V)：VIO：测量围为040mV（量程为4mV和40mV）
7、，误差绝对值小于3%读数+1个字；IIO：测量围为04A（量程为0.4A和4A），误差绝对值小于3%读数+1个字；AVD：测量围为 60dB120dB，测试误差绝对值小于3dB；KCMR：测量围为 60dB120dB，测试误差绝对值小于3dB； （3）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%；（4）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
8、的运放参数测试仪进行标定。附录（1）VIO、IIO电参数测试原理图 图 2 在K1、K2闭合时，测得辅助运放的输出电压记为VL0 ，则有： 在K1、K2闭合时，测得辅助运放的输出电压记为VL0 ；在K1、K2断开时，测得辅助运放的输出电压记为VL1，则有：（2）AVD电参数的测试原理与测试原理图 图 3设信号源输出电压为VS，测得辅助运放输出电压为VL0，则有（3）KCMR电参数的测试原理与测试原理图图 4设信号源输出电压为VS，测得辅助运放输出电压为VL0，则有1.2.2、发挥部分（1）增加电压模运放BWG (单位增益带宽)参数测量功能，要求测量频率围为100kHz3.5MHz，测量时间10
9、秒，频率分辨力为1kHz；为此设计并制作一个扫频信号源，要求输出频率围为 40kHz4MHz，频率误差绝对值小于1%；输出电压的有效值为2V0.2 V；（2）增加自动测量(含自动量程转换)功能。该功能启动后，能自动按VIO、IIO、AVD 、KCMR 和BWG的顺序测量、显示并打印以上5个参数测量结果；（3）其他第2章 方案比较与论证运算放大器测量仪是一个相当复杂的仪表。涉与国标检测电路、精密电压测量、自动测量档位控制、DDS高频信号合成、扫频与测量、人机界面、多任务协调、数字滤波等许多方面。在如此复杂的软硬件任务的条件下，常规硬件设计显得有些力不从心。有以下几个设计方案：2.1、采用OS2
10、R2TX-TINV等可用于单片机的嵌入式操作系统利用任务切换形式完成多程序并行操作与响应。这种方案的优点是编程相对简单、任务明确、易于扩展。它的缺点是当利用于51单片机等低端8位单片机时，占用系统资源过大。往往需要外扩SRAM和ROM等手段扩充硬件资源，增加系统硬件的复杂程度。在任务为较简单的操作时往往得不偿失，实时性也很难保证。若采用高端的单片机势必会增加成本，所以未选择此种方案。2.2、协调和利用单片机部多个时钟中断源。时分制的并行处理多个任务与响应，这种方案的优点是在任务较简单时，占用系统资源极少，系统利用率高且无须外扩硬件，可靠性好，容易把握实时性。它的缺点是当任务较大时会造成时钟中断
11、过长，多中断互相嵌套冗杂等情况，造成程序混乱，尤其是在各任务所需处理中断时间不一的时候，最容易发生。同时由于单个单片机数据处理能力有限，不可能处理过于复杂的任务，所以我们未采用此种方案。2.3 用多个单片机各司其职协调合作，分别完成不同的任务。虽然一定程度上增加了硬件的复杂程度，但有利于模块化设计，并且与采用高端单片机相比更可行，低廉。所以我们选用此种方案。在多单片机合作协调时，最大的难点是数据和命令在各单片机间传输的总线的结构设计问题。有以下几种方案：2.3.1、采用单总线分支机构，以一样的数据命令传输协议，用呼号形式统一传输数据和命令。其优点是：可在任意分支单片机间双向数据连接，且硬件相对
12、简单，可广播式发送数据与命令，且不用区分主从机。其缺点是：传输数据时只能有一个单片机发送信号，其他单片机只能接收，容易形成各单片机间抢占总线等问题。需要相应的总线仲裁机构来完成总线资源分配，硬件将相对复杂。我们的系统需要大数据流单向传输和小命令流双向传输，所以不能用此结构。2.3.2、树状主从式总线机构，这种总线的最大优点是有利于数据从主机到从机之间的传输，易于寻址。适合于多路信号采集的汇总和主机对从机的操作。其缺点是：数据传输路径固定，在中继单片机运行时占用不必要的系统资源，不利于各分机之间的数据交流。2.3.3、多总线、控制线传输机构，由于本作品设计的独特性，结合单片机硬件特点，采用多种专
13、用控制总线。因此没有传输协议，以增大传输速率。 辅助连接着液晶显示屏、打印机、键盘等模块。由于数据传输较为简单，分别采用若干IO控制线对其控制。以下将详细介绍各个组成部分：2.4 主控芯片： 方案1：采用51系列单片机，51单片简单易用，但考虑到本系统的复杂性，需要用到多片51单片机，这将使系统显得臃肿，也增大了开发的难度。 方案2：采用凌阳16位单片机。SPCE061A是继nSP系列产品SPCE500A等之后凌阳科技推出的又一个16位结构的微控制器。与SPCE500A不同的是，在存储器资源方面考虑到用户的较少资源的需求以与便于程序调试等功能，SPCE061A里只嵌32K字的闪存（FLASH）
14、。较高的处理速度使nSP能够非常容易地、快速地处理复杂的数字信号。因此，与SPCE500A相比，以nSP为核心的SPCE061A微控制器是适用于数字语音识别应用领域产品的一种经济的选择。性能如下：16位nSP微处理器； 工作电压：VDD为2.63.6V(CPU), VDDH为VDD5.5V(I/O)； CPU时钟：0.32MHz49.152MHz ； 置2K Words 的SRAM； 置32K Words 的FLASH； 可编程音频处理； 系统处于备用状态
15、下(时钟处于停止状态)，耗电小于2A3.6V； 2个16位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值)； 2个10位DAC(数-模转换)输出通道； 32位通用可编程输入/输出端口； 14个中断源可来自定时器A / B，时基，2个外部时钟源输入，键唤醒； 具备触键唤醒的功能； 使用凌阳音频编码SACM_S240方式(2.4K位/秒)，能容纳210秒的语音数 据； 锁相环PLL振荡器提供系统时钟信号； 32768Hz实时时钟； 7通道10位电压模-数转换器(ADC)和一个单通道的声音专用模-数转换器； 声音模-数转换器输入通道置麦克风放大器和自动增益控制(AGC)电路； 具备串行设备接口； 具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能； 置在线仿真电路ICE（In- Circuit Emulator）接口；
