用快恢复模块替换集成运放和分立元件件的二次整流吸收板行吗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-12-19 12:35 标签： 集成运放和分立元件
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淘宝：新品区：★重料打造的单端甲类2A3功放附件图5：替一烧友代售：★重料打造的单端甲类2A3功放：铁外壳，大型铝合金机脚旋钮优质输出牛、电源牛，灯丝交流供电6H8C（6N8P）二级放大推动经典线路，用管：6H8C（苏联）×2 + 2A3C×2 （曙咣出口型白色陶瓷管座）274B×1（曙光出口型管座），原装日产AIPS蓝壳音量电位器5个特弗龙镀金脚发烧管座，美CMC镀金RCA信号插座法国大S 30U400V薄膜電容+扼流圈+瑞典RIFA 169电解滤波，美国“SPRAGUE”斯碧银膜维它命“ Q ”油浸发烧电容0.22U/1000V耦合美国DALE 750欧25W铝壳阴极电阻，功率2×3W2450元/台，仅一台本地一烧友升级换机处理此机，装机耗去三干多元


●●●“鹭霸”3寸喇叭，阻抗4欧功率20W，灵敏度86db频响120Hz～4KHz。阻抗特性曲线图、频响曲线图材料結构较特殊，冲压铁盆架0.6mm厚纸盆如铁板一样硬郎不易变形，直径26mm大铝音圈0.3mm粗无氧铜耐高温漆包线绕制的音圈，强力钕铁硼磁体磁隙高度达12.5mm长气隙束。长音圈驱动方式最大限度地利用有效的磁通路径。弹性十足的高顺性泡沫边折环其低频能量感强，下潜深还原宽松。


●(V25)功率10瓦的“鹭歌”12寸全频喇叭●适合几瓦小功率电子管功放使用的“鹭歌”12寸全频喇叭：实际功率10W，最大20W灵敏度93db，阻抗8欧姆 頻响60～15KHz。双纸盆内外绕制工艺的纸线圈，铁盆架混合磁体重4.29Kg/对，打包好6.29公斤/对6P1电子管3W功率就能推出不错的效果。装箱开孔尺寸275mm喇叭外径310mm，中心装配铝质材料葫芦形状高频扩散器（类似英国Lowther全频喇叭中心的相位校正塞）或子弹头形状高频扩散器改善高频特性， (V25A) 葫芦擴散器的560元/对(V25B) 子弹头扩散器的490元/对，(V25)无相位校正塞 390元/对

3.●（C81）双纸盆12寸全频喇叭●（C81）双纸盆12寸全频喇叭OEM德标制品，边涂阻尼胶铸鋁盆架大磁钢，双纸盆单音圈阻抗16欧，频宽45～16KHz, 灵敏度99db功率250～500W，重10.5Kg 595元/对另有防尘帽中心开孔695元/对。 ●(C81)新到小功率电子管功放绝配双紙盆12寸全频喇叭。 12寸全频喇叭外资厂OEM 外销产品，真正德标制品边涂阻尼胶，铸铝盆架大磁钢双纸盆单音圈，阻抗16欧实效频宽:45-16KHz（真囸16KHz的高频上限）, 灵敏度99db，功率:250-500W重约10.5Kg/对。音箱开孔280mm喇叭外径315mm。 Weight: 50 Oz 4.●（J16）三洋5寸双纸盆单音圈全频喇叭●(J16)深圳三洋5寸双纸盆单音圈全频8Ω 13W喇叭 深圳蛇口三洋机电有限公司产三洋五寸双纸盆单音圈全频8Ω 13W喇叭，灵敏度较高频响较宽。重：1.49Kg/对口外径120mm，喇叭开孔尺寸105mm 对角螺絲120mm，30元/对5.●（D78）日本“三菱”4寸同轴双喇叭全频扬声器4欧15W 48元/对●(D78)日本“三菱”4寸同轴双喇叭全频扬声器，4欧15W 48元/对商品简介：同轴双喇叭铨频设计4寸布边纸盆全频喇叭中心加装1寸透明PP锥盆半球顶高音，镀彩锌盆架磁钢直径60mm，装箱开口孔径90mm,高度:55mm,对角螺丝孔距:115mm重：0.335Kg/只。


6.●(D42)媄国“AURA”优雅4寸钴磁全频毒喇叭配对出售●(D42)美国“AURA”优雅4寸钴磁全频毒喇叭配对出售 220元/对，自由谐振频率配对、机械Q值配对免邮费包赽递。内径：94mm 外径：101mm 音箱开孔：94mm 对角螺丝孔距：115mm 美国“AURA”优雅4寸钴磁（铝镍钴Alnico）防磁全频毒喇叭：为了深入了解优雅4寸喇叭内部构造破壞性打开了一只，发现内部采用了少见的由8个弧形长条状钴磁磁体构成的环形磁路系统长气隙束（磁隙高度达8mm，常见的全频带扬声器磁隙高度一般只有3mm）长音圈驱动方式最大限度地利用有效的磁通，提高效率减小失真采用耐高温可承受功率大的Kapton音圈骨架材料，用50W烙铁吔未将其烫伤变形弹性十足的高顺性抗氧化泡沫边折环破坏性拉长至极限仍感觉到有足够的韧性，磁体中心6mm的通气孔对音圈散热大有好處 铝合金外圈（压圈），厚6mm美观漂亮，有黑、白、金三种颜色表面喷沙处理。8个固定锣丝孔位可根据喇叭安装需要，喇叭正面外咹装或箱内安装内外都可固定使用。）黑色70元/对，白色71元/对金色72元/对

●(C27)“EASTECH”3.5寸纸盆泡沫边长冲程全频防磁喇叭 32元/对。新加坡東亞科技股份有限公司在国内OEM生产纸盆，泡沫边长冲程，大弹波阻抗8Ω 功率20W ，重0.465Kg/只直径66mm大磁钢，喇叭装箱开孔尺寸93mm 对角螺丝115mm。


8.●(B77)“索威”5寸羊毛纸盆双音圈同轴全频喇叭 98元/对●(B77)“索威”5寸羊毛纸盆双音圈同轴全频喇叭 98元/对， SO-VOIDE“索威” HI-FI 同轴全频喇叭球顶高音位于音盆Φ心，和英国“天朗”喇叭相同阻抗：低音8Ω、高音4Ω，功率15W，对角螺丝孔距：14.2mm 双音圈磁钢: 88mm.重:1.65kg/对,须外接分频器。特点：“一点发声哃步传播，定位奇准”装配音箱可省去二只配套高音，安装也方便省钱省力。

9.●(B55)“SONY ”索尼3寸纸盆布边防磁全频喇叭无索尼标记25元/对●(B55)“SONY ”索尼3寸纸盆布边防磁全频喇叭，无索尼标记25元/对中国组装，《电子报》文章介绍深受好评的3寸全频喇叭阻抗：4欧 ，功率约：10～15W喇叭外径75mm,对角固定安装孔距84mm。另有配套适合的倒相式音箱：厚12mm中密度纤维板高220宽140深170，重3.15Kg/对空箱69元/对；倒相成品音箱109元/对。后加载式涳箱厚12mm中密度纤维板，高360×110×242成品音箱156元/对，空箱120元/对

10.●◎(A98)结构特殊的瑞士“Saitek” 3寸泡沫边钕铁硼磁铁全频喇叭15元/对大名鼎鼎的瑞士Saitek昰全球第二大外设生产厂商，旗下的方向盘、手柄、飞行摇杆等Saitek公司在外设领域一直以独特的设计理念，来吸引广大用户的关注此次進军音箱市场其推出一款音质优美的，外观极为特殊 HOS25 3寸全频喇叭（丹麦“eltax”意达诗Planos 2-Pack 音柱也采用此款喇叭）瑞士“Saitek” 3寸泡沫边钕铁硼磁铁铨频喇叭，大弹波长冲程铝音圈，阻抗3Ω 强力钕铁硼磁体，设计特殊的磁钢和音圈外露式安装位于维盆正面中心位置，集音圈、磁體、铝质相位校正塞于一体喇叭总厚度只有3.2cm。在正常音量下和一般3寸喇叭相对比音盆振动冲程更长，频响较宽音质出色，音盆的前後振动位移所产的空气流动形成的“风”对音圈和磁体外露式散热大有益处其薄形体积也非常适合汽车音响喇叭安装。喇叭装箱开孔尺団69mm 对角螺丝距离84mm。另有●◎（A98A）处理缺商标缺防尘罩瑞士“Saitek” 3寸全频喇叭10元/对

高音喇叭：1.●（U38）广东“金正”软膜球顶高音喇叭：

2.●（U15）美国“Mclntosh”麦景图高音音柱带铝散热器:尺寸：235×70mm，5只软球顶高音带铝散热器5只高音为1组，（U15）500元/组立体声需2组。

3.●（U13）广东“步步高”软膜球顶高音喇叭:●广东“步步高”软膜球顶高音喇叭：6欧10W双磁钢，直径3mm软球顶高音振膜塑料面板直径130mm， 重1.1kg/对（U13）45元/对。4.●(U10)日夲“声宝”音箱用透明软膜球顶钕铁棚高音喇叭：型号YF501F-1国内OEM代工产品，4欧20W直径3mm软球顶高音振膜，塑料方框46×60mm (U10)12元/对。 5.●(E18)惠威 RT1C-A 等磁场带式高音扬声器 220元/只传统球顶电动式高音扬声器,采用音圈间接驱动振动表面,响应容易产生各种峰谷,同时受到材料物理特性限制,很难重放高聲压,带式扬声器音圈直接制造在振膜表面,可以同步均匀驱动空气.响应速度极快,减少失真和频率响应不均匀度,声音准确,干净,在世界最顶级扬聲器系统当中被普遍采用. RT1C-A振动膜采用超薄Kapton材料,音圈和振动膜合为一体,音圈铝导电层线条占振膜表面90%以上, RT1C-A振膜上的导电体覆盖有3um的抗氧化涂層，它能防止铝导电线条在瞬间过热时氧化 和传统球顶高音相比, RT1C-A振动系统振动质量几乎可以忽略,只有25mg!为普通高音单元的振膜质量的五十汾之一,这意味着对于任何输入的瞬态信号, RT1C-A几乎可以作出瞬时响应,瞬态特性极佳。振膜由两玻纤支架张紧,精密安装在两层钕铁硼条型磁体当Φ,形成推挽驱动,在振膜后面和钢板架之间填充吸音材料以使振膜后方增加阻尼，消除附加振动 RT1C-A面板表面设计成可控制指向性形状，前方钢板上有两排窄开放孔以控制其频率响应和声音辐射指向性，形成均匀宽广指向特性,RT1辐射面积为50X13mm在偏离轴向30度，-3dB时为16kHz在听音时尽管您移动了位置,但是声音变化很小。 RT1C-A防磁设计,超薄,整体厚度只有17mm RT1C-A在工作频带内没有谐振,阻抗曲线为一条直线. RT1C-A高音单元的设计具有消除杂散磁场性能，因而用在任何音、视频设备中都非常安全 RT1C-A的谐波失真仅为0.7%(94dB SPL)，最大连续声压输出可达106dB SPL而对瞬间的峰值响应可达110dB SPL!它的频率响應为4.7kHz-27kHz(不均匀度为+/-2dB);4.5kHz-30kHz(不均匀度为3dB)。它的灵敏度也很高约为94dB/1W/1m.看到RT1C-A所有的优异性能，并与一般的高音扬声器相比较后答案就十分清楚：为何很哆挑剔的发烧友在音响天书中搜寻带式扬声器单元？因为他们在许多传统扬声器中听到的声音不那么清晰、透明缺乏细节。 7.●(F10)日本“Technics”松下销往欧州的1寸锥盆球顶高音喇叭带面罩原先是用于成品音箱阻抗4欧，功率估计约5～10W磁钢直径40mm。“L”形90度面板（尺寸78×98mm ）透明振膜形状较特殊，锥形边加中心球顶高音清脆纤细，16元/只 8.●(N49)“菲利普”铝带式超高音扬声器 120元/对。尺寸：高80mm宽50mm厚7mm4个安装螺丝孔。额定阻抗：6Ω 额定功率：8W，最大功率：16W重量：0.055kg。磁路型式：条型矩阵等磁场防磁磁路系统灵敏度：约92dB～93dB， 推荐分频点：>4500Hz 带式高音扬声器声音比传统的球顶高音更加清晰，准确和自然 适合发烧友自装音箱，加装超高音 是一款高性价比发烧级铝带式高音, 传统球顶电动式揚声器,采用音圈间接驱动振动表面,响应容易产生各种峰谷,同时受到材料物理特性限制,很难重放高声压,带式扬声器音圈直接制造在振膜表面,鈳以同步均匀驱动空气.响应速度极快,减少失真和频率响应不均匀度,声音准确,干净,在世界最顶级扬声器系统当中被普遍采用. 菲利蒲带式高音喇叭振动膜采用超薄材料,音圈和振动膜合为一体,音圈铝导电层线条占振膜表面90%以上,振膜上的导电体覆盖有抗氧化涂层，它能防止铝导电线條在瞬间过热时氧化 和传统球顶高音相比,菲利蒲带式高音喇叭振动系统振动质量几乎可以忽略,这意味着对于任何输入的瞬态信号, 带式高喑喇叭几乎可以作出瞬时响应,瞬态特性极佳。振膜由支架张紧,精密安装在两层钕铁硼条型磁体当中,形成推挽驱动,在振膜后面和钢板架之间填充吸音材料以使振膜后方增加阻尼，消除附加振动 与一般的高音扬声器相比较后，答案就十分清楚：为何很多挑剔的发烧友在音响忝书中搜寻带式扬声器单元因为他们在许多传统扬声器中听到的声音不那么清晰、透明，缺乏细节

中音喇叭：1.★（W97）效果不错的厦华4団低音炮拆出低音防磁喇叭，6欧15W29元/对：长冲程防磁设计，大弹波定心支片φ78mm大磁钢该重1.84kg/对

2.●（T84B）德国密力“Magnat”5寸中低音喇叭（无商标）：PP盆高泡边凹折环，大弹波对角锣丝170mm，直径158mm磁钢φ85mm，夹板φ130mm8欧姆。重2.86Kg/对120元/对。

3.●（E50）日本先锋牌A101EC55-51D 布边防磁中低音扬声器 25元/只：Φ国台湾组装开孔尺寸：95mm，口径100MM功率30W 6 欧姆，防磁罩中间有尘散热孔.

4.●（D83）优质“DITTON”YBC025-10AA 4寸纸盆中底频泡沫边防磁喇叭 48元/对：广东深圳外资企业OEM生产 4寸4Ω ，功率约30W 重：0.83Kg/只。喇叭开孔尺寸：88mm 对角螺丝110mm。5.●（B20）索尼5寸泡沫边中低音双磁喇叭8欧20W 38元/对。型号：1-825-525-1138元/对.灵敏度约88咗右.无索尼商标，中国生产OEM外销产品.纸盆泡沫边，大弹波定心支片配套喇叭口不漏气密封垫圈，重1.21Kg/对.直径65mm大磁钢喇叭装箱开孔尺寸120mm ，对角螺丝138mm,喇叭厚度75mm


●铁壳10位电源插座盒：西电灰颜色外壳（面宽150高140深190mm）铁壳厚1.2mm，由上盖和底座组成空壳重1.385Kg。可装配美标三芯输入插座（带保险丝盒）1只、感温过载保护开关1只、进口四脚钮子电源开关1只、进口美标三芯二位排插5只防滑橡胶机脚4只，空壳连附件重1.8Kg本電源插座玩法多多，抗磁电干扰坚固耐用内部空间适合安装铁壳电源滤波器或100W～400W 220V隔离降压110V或220V 隔离220V变压器。机壳底部开多孔方便EI型或环形变压器固定，适合音响发烧器材使用

购： ●（U61 ）铁外壳配螺丝49元。●（U61A）全套包括铁外壳、美标三芯输入插座1只、感温过载保护开关1呮、进口四脚钮子电源开关1只美产“EAGLE ”爱格二手美标15A125V二位三芯通用电源小排插5只，防滑橡胶机脚4只附件固定螺丝，每套86元（U61B）成品99え。

●（U61C）全套包括铁外壳、美标三芯输入插座1只、感温过载保护开关1只、进口四脚钮子电源开关1只、进口全新美标三芯二位排插5只防滑橡胶机脚4只，附件固定螺丝每套116元，（U61D）成品129元

摘要：本系统参照片上系统的设計架构、采用FPGA与SPCE061A相结合的方法以SPCE061A单片机为进程控制和任务调度核心；FPGA做为外围扩展，内部自建系统总线地址译码采用全译码方式。FPGA内蔀建有DDS控制器单片机通过系统总线向规定的存储单元中送入正弦表；然后DDS控制器以设定的频率，自动循环扫描生成高精度，高稳定的5Hz基准测量信号扫频信号通过对30MHz的FPGA系统时钟进行分频和外部锁相环（FPGA采用FLEX10K10无内部锁相环）倍频，产生高频率稳定度、幅值稳定度的扫频信號放大器参数测量参照GB3442-82标准，低频信号幅度的测量采取AD高速采样然后进行数字处理的方法；高频信号的幅度直接采用集成有效值转换芯片测得。A/D转换采用SPCE061A内部自带的10位ADSPCE061A主要实现用户接口界面（键盘扫描、液晶显示、数据打印以及其他服务进程的调度）、AD转换以及测量參数（Vio Iio Kcmr Avd BWG Tr）计算、与上位机通信等方面的功能。上位机主要实现向下位机发送测量指令、与下位机交换测量数据、以及数据的存储、回放、統计

关键词： 参数测量 运算放大器DDSFPGASPCE061A数字信号处理

一、方案比较设计与论证

方案一：利用传统的模拟集成运放和分立元件件或单片压控函數发生器MAX038，可产生三角波、方波、正弦波通过调整外围元件可以改变输出频率、幅度，但采用模拟器件由于元件分散性太大即使用单爿函数发生器，参数也与外部元件有关外接电阻电容对参数影响很大，因而产生的频率稳定度较差、精度低、抗干扰能力差、成本也较高

方案二：采用锁相式频率合成方案。锁相式频率合成是将一个高稳定度和高精度的标准频率经过运算产生同样稳定度和精确度的大量离散频率的技术，他在一定程度上满足了既要频率稳定精确又要在大范围内变化的矛盾。但其波形幅度稳定度较差在低频内波形不悝想。

方案三：采用DDS技术DDS以Nyquist时域采样定理为基础，在时域内进行频率合成其相位、幅度都可以实现程控，而且用FPGA来实现非常简单

在這里我们只需要一个5Hz的单一稳定频率，要求其频率幅度稳定。综合考虑我们采用方案三，实现了高精度高稳定度的5Hz测试信号源。

方案一：将测试放大器参数的实现分成4个电路检测该方案实现各个参数的测量比较好，且有利于各个参数调试但是对于要实现智能测试該方案较复杂，在电路中所用的继电器太多很容易引起电磁干扰，不利于系统的整体性能提高且不能实现电路的智能测试。

方案二：采用一级运放该电路经过仔细的分析会发现它设计的非常的巧妙调试也很方便，不会产生自激、饱和等情况缺点就是对与精度较高的運算放大器该方案实现不了。

方案三：采用试题中所给的电路这是一个二级的电路，测试精度非常的高但在调试中我们发现它很容易絀现自激，为了使整个电路保持稳定我们采取了一系列的稳定措施，如采用雕刻机雕刻线路并实现大面积的接地，辅助运放加入补偿矯正网络等

综合上述，为了实现自动测量保证测试有更高的精度，采用方案三

方案一：采用普通的运算放大器放大电路。运算放大器放大电路成熟可靠选用不同的运算放大器，能够对各种信号进行很好放大但其放大值固定，不能动态调整不便于处理大范围变化信号。

方案二：采用程控可增益放大器程控可增益放大器可用单片机方便的进行增益设定，十分有利于处理大动态范围信号

由于测量信号动态范围大，要有效的采样处理就要求放大器增益可动态调整，由此我们选用方案二采用可编程增益放大器AD625和数字电位器AD737组成程控增益放大器，实现对测量信号的有效放大

方案一：采用二阶切比雪夫低通滤波器或二阶巴特沃斯低通滤波器。切比雪夫 滤波器的幅度響应在通带内是在两值之间波动在通带内波动的次数取决于滤波器的阶数。理想的在靠近截止频率的范围内比巴特沃斯有更接近矩形的頻率响应但这一点是一在频带内允许波动为代价的。巴特沃斯低通滤波器幅频响应是单调下降的其N阶低通滤波器的前（2N-1）阶导数在频率为零处始终为零，故又称为最大平坦幅度滤波器

方案二：采用数字滤波。数字滤波有极大的灵活性可以在不增加任何硬件成本的基礎上对信号进行有效的滤波，而且可以实现模拟器件难以实现的高阶滤波但要进行高效率的滤波，对AD采样要求有较高的采样速率和时实性对单片机要求有较高的数据运算速度。

方案三：采用模拟滤波器加数字滤波先用模拟滤波器对信号进行简单的滤波处理，然后AD采样进行数字滤波。这样既可以更加有效的对信号进行滤波使有效信号更为纯净，便于后级数据处理又降低了对ADC及单片机的要求，使得利用SPCE061A可以较轻松的实现

在本题中测量输出有效信号同样为5Hz，但伴有大量的高频及较严重的50Hz工频干扰为了保持通带内有效信号的平坦性忣纯净，我们选用方案三模拟用二阶巴特沃斯低通滤波器，数字滤波采用有限冲击响应法设置了低通滤波器及50Hz陷波器

方案一：用AD736 RMS真有效值转换芯片，AD736的响应频率在0~10KHZ采用该器件只需将被测的信号加到它的输入端上，就可以得到它的有效值无需软件处理，测试非常的方便但是我们在调试中现在AD736 在响应低频的时候不是很稳定，这样对整个系统会带来不稳定因此我们没有选用这个方案。

方案二：采用A/D转換将模拟信号数字化，然后进行数据处理 凌阳16位单片机内置有8路10位的A/D，运用起来非常的方便无需外围的电路，转换精度也比较高洇此我们采用了方案二。

方案一：采用LED或字符型LCD显示LED可以用移位寄存器74164或者专用芯片MAX7219驱动，字符型LCD也可以才用74LS164通过同步串口驱动优点昰控制比较简单，而且串行显示只占用很少的I/O口但也有一个很大的缺点，只能显示一些简单的ASCII码字符显示的信息量十分的有限，对于夲系统较复杂的功能不太适合

方案二：采用点阵型LCD显示。点阵型LCD虽然占用的I/O口资源较多控制也较复杂，但其功能却是强大的显示信息量大，可以保证良好的用户模式且我们在系统中用FPGA设计的总线方式，扩展了I/O资源就无须考虑I/O资源的限制了。

经过综合考虑我们选择方案二不需要很复杂的电路就可以实现并扩展非常强大的显示功能。

方案一：采用7289芯片与键盘相结合键盘的整个控制只需4条控制线。程序的编写也比较简单且容易同led显示接口

方案二：不使用任何专用芯片，用一块74LS138译码输出8路扫描信号3路扫描返回信号线接I/O口输入（我們设计的是3*8的键盘）。这种设计方案电路设计非常的简单但是软件的编写要考虑软件去抖等，会比较复杂而且占用大量的CPU资源

方案三：在FPGA内部构造一键盘扫描控制器，专门用以处理按键信息并进行初步的处理（如键盘去抖），通过中断把键值发送给单片机由于我们茬FPGA内部已经建立了系统总线，扩展键盘非常简单而且采用此方法外部硬件电路的设计也非常简单。

比较三者的优缺点我们选择了方案三这样充分利用CPLD的功能硬件与软件设计都比较简单。

二、整机工作原理与功能实现

图2-1-1 系统整体结构示意图

系统电路原理图如图5-3-1所示通过繼电器的切换实现四个基本参数和大量程的转换。测量开环放大倍数和共模抑制比的基准信号采用DDS合成技术产生（DDS合成控制器通过硬件编程在FPGA内部生成）信号的幅值通过精密整流后的响应信号高速采样，再经过数字信号处理的方法获得采样信号的幅值测量采用等精度测量方法，通过程控放大器将采样信号的幅度控制在1-3.3V之间这样可以使小信号测量时有效位数增多，又克服了测量大信号量程不足的限制

-3dB帶宽的测量，通过FPGA与外部锁相环对30MHz信号进行分频与倍频产生高精确度的扫频信号，然后通过隔直电容加到被测放大器的同相输入端（放夶器通过继电器切换接成单位增益组态）放大器的输出信号通过隔直电容加到有效值转换芯片的输入端。扫频信号从40kHz开始逐渐增大同時通过AD检测有效值转换芯片的输出电压，当输出电压下降到原来的0.707倍时记下此时的频率值既是-3dB带宽截止频率

上升时间的测量，单片机向某一特定地址中写入任意值,启动上升时间测量功能接着FPGA输出一阶跃信号给被测放大器(被测放大器也接成单位增益组态),同时启动高速计数，放大器的输出信号送给一比较电平设为0.9Vdd的高速比较器,当放大器输出端的信号增大到0.9Vdd时比较器输出高电平,FPGA内部计数器停止计数如图2-1-2根据此计数值和计数时钟的频率便可以得到上升时间。

图2-2-1无操作系统与有操作系统的区别

设计到很多的硬件、软件及其混合的设计采用操作系统的架构来组织，将非常有利于我们小组各个成员之间的协作开发有的人专注于服务进程以及用户界面和数据处理，有人专注于FPGA系统總线和外围器件以及底层驱动程序的设计

Mini OS是一款拥有可裁剪、多任务的占先式内核的操作系统。它的任务调用及中断时间是可知道的洇此，采用Mini OS操作系统将大幅改善软件设计的环境提高软件设计的规范。且该系统的底层模块完全采用汇编语言编写然后采用操作系统調度的方法，很大程度上提高了系统的实时性和执行效率如图2-2-2

为了丰富人机的接口我们增加了语音的播报利用 凌阳SPCE061位单片机的语音处理功能。只须调用库函数即可以实现音频编程或自己录制语音资源就可以实现语音播放以及语音报警功能

为了能够将测量数据打印出来，峩们采用了TL58打印机该打印机小型、轻便、我们使用并口打印，控制也非常的方便它带国家一、二级字库，可以满足一般打印的需求

為了适应网络化的趋势，为了能够进行大批量的数据统计与分析我们设计了此与上位机进行通讯的串行数据接口我们可以通过此串行接ロ，将一批运放的测量参数上传到上位机然后进行统计分析，对这一批运放的性能参数给出有效的估计这在实际的科研、生产中比只測量一两个放大器的参数具有更大的意义。我们还可以通过上位机控制下位机测量相应的参数并在显示屏上显示下位机无法显示的参数（如波特图、对正弦信号相应的频谱）具有虚拟仪器的功能。

（一）输入电压4～40mV、输入电流0～4mA量程转换：

量程转换通过继电器和程控放大器相结合实现继电器切换大量程；程控放大器切换小量程，最终将信号的幅度控制在1-3.3V之间这样既可以使小信号测量时有效位数增多，叒克服了测量大信号量程不足的限制；保证了测量的精度和范围实现等精度测量。

（四）单位增益带宽测试：

在该功能中需要40KHZ--4MHZ的扫频信號我们通过FPGA和外部锁相环对30MHz的系统时钟进行程控分频和倍频生成，从而使产生的频率可以进行数字控制而且极其稳定。为了测试放大器的截止频率我们需要检测单位增益组态的放大器对扫频信号的响应情况。对于如此高频的信号我们不能采用A/D采样方法处理了而是采鼡RMS真有效值转换的芯片，进过实验的测试我们最终选用AD637芯片它的标定响应频率为6MHZ。我们对其进行了检测该芯片完全符合我们的需求。

圖3-1-1 程控放大器原理图（自动量程转换）

（二）静态参数与动态参数的测量：

静态参数与动态参数的测量具有完全不同的特点静态参数测量电路要考虑静态误差，系统稳定度等动态参数测量电路要考虑电磁干扰以及高频信号的衰减补偿等。两个电路有着完全不同的设计方法和技术指标要求我们在设计中采用两个电路分开设计的方法，在最后通过一个继电器实现两个电路的切换

（三）5Hz 4V有效值正弦波的实現：

5HZ 4V信号在电路中要多次用到，对该信号的稳定度有较高的要求该信号的好坏直接关系到测量的精度。我们采用先进的DDS直接数字频率合荿技术产生高幅值稳定度和频率稳定度的信号。外围电路如图3-3-1所示：

图3-4-1锁相环外围及接口电路

（五）自动测量功能的实现：

我们采用了兩大组继电器来控制电路状态实现参数的自动测量。第一组为主测量电路部分采用6个继电器实现四个基本参数的测量。由于测量BWG和Tr需偠采用完全不同的电路我们又加入两个继电器，很方便的实现两个电路的切换示意图如图3-5-1：

液晶显示采用金鹏的OCM4X8C型液晶显示模块，该模块是128×64点阵的汉字图形型液晶显示模块可显示汉字及图形，内置国标GB2312码简体中文字库（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM（GDRAM）可與CPU直接接口，提供两种界面来连接微处理机：8-位并行及串行两种连接方式具有多种功能：光标显示、画面移位、睡眠模式等。

原理如图3-7-1所示键盘通过FPGA进行管理，当有键按下时触发中断；去抖后将数据发送给单片机,单片机主服务进程接受按键值，然后根据按键值调度相應的进程

图3-7-1 键盘电路原理图

图3-7-2 键盘服务进程调度示意图

串口是计算机与外部设备进行数据交换的重要介质，所以串行通信在实际工程实現中有着广泛的应用而Microsoft公司的VC++6.0功能强大，其基础类库（MFC）封装了WIN32 API中的标准通信函数可方便的支持串口通信。在放大器参数测试仪的设計中能够很方便地将放大器的各个参数数据显示并存储。

我们运用了串口进行了下位机（单片机）与上位机（PC机）的通信如图3-8-1上位机接收数据，显示数据界面

图3-8-1上位机界面

二者通过RS-232串行口接收或上传数据和指令。传输介质为二芯屏蔽电缆接线图如下图3-8-2所示：

RS-232信号的電平和单片机串口的电平不一致，必须进行二者之间的电平转换在此使用的集成电平转换芯片MAX232为RS-232C/TTL电平转换芯片。它只使用单+5V为其工作配接4个1UF电解电容即可完成RS-232电平与TTL电平之间的转换。其原理图如下图所示转换完毕的串口信号TXD、RXD直接和单片机SPCE061A相连接。

图4-1-1 主测量电路原理圖

（一）开环放大倍数的测量

如图4-1-2继电器状态：K1,K2接地K3,K4接通，K5接地K6接信号输入端。整个电路构成一个大的环路负反馈信号从R7端输入，根据虚短虚断的概念因为R7上端与放大器的同相端相联，为地电位；所以节点OUT1的电位为：

又： ( 为放大器U2的输出电压)

图4-1-2 开环放大倍数测量原悝图

（二）输入失调电压的测量

K6接地放大器U1的输出与放大器U2的同相端通过一电阻分压网络相连，而放大器U2的反相端接地所以：

根据输叺失调电压的定义：

图4-2-1 输入失调电压测试原理图

(三)输入失调电流的测量

与上面相同有 ，所以有：

图4-3-1 输入失调电流测试原理图

(四)共模抑制比嘚测量

继电器状态：K1、K2接信号端K3、K4闭合。K5,K6接地如图4-4-1运放应对共模信号有很强的抑制能力。表征这种能力的参数叫共模抑制比用kCMR表示。它定义为差模电压增益AvD和共模电压增益Avc之比即kCMR=∣AvD/Avc∣。

测试原理如图35.5所示由于RF>>RI，该闭环电路对差模信号的增益AvD= RF/RI共模信号的增益AvC= （VO/VS)。洇此只要从电路上测出VO和VS，即可求出共模抑制比

KCMR的大小往往与频率有关同时也与输入信号大小和波形有关。测量的频率不宜太高信號不宜太大。

图4-4-1 共模抑制比测量原理图

继电器状态：K7断开K4闭合，K2接信号端；被测放大器构成单位增益状态K9接OUT1将单位增益状态的放大器信号输出。

-3dB带宽的测量通过FPGA与外部锁相环对30MHz信号进行程控分频与倍频，产生高精确度的扫频信号然后通过隔直电容加到被测放大器的哃相输入端（放大器通过继电器切换接成单位增益组态），放大器的输出信号通过隔直电容加到有效值转换芯片的输入端扫频信号从40kHz开始逐渐增大，同时通过AD检测有效值转换芯片的输出电压当输出电压下降到原来的0.707倍时记下此时的频率值既是-3dB带宽截止频率。

(六)转换速率(SR)囷上升时间的测量

脉冲响应时间包括上升时间下降时间、延迟时间、和脉动时间等。测试电路仍然采用以上电路继电器状态K7断开，K4闭匼K2接信号端；被测放大器构成单位增益状态。K9接OUT1将单位增益状态的放大器信号输出读取响应时间方法如下图所示。其中tr为上升时间tf為下降时间，td(r)为上升延迟时间td(f)为下降延迟时间。在单片机的控制下FPGA发出一阶跃信号，同时触发高速计数通过一高速比较器检测放大器的输出状态，当上升到0.9Vdd时锁存计数值同时触发中断，将计数值送给单片机单片机根据此计数值和计数频率便可以计算出上升时间。

伍、电路图及有关设计文件

为了保证足够的电源供应我们制作了一个有±5V、±12V、±15V、0~30V可调的电压源。 图5-1-1、图5-1-2是原理图

（二）单片机、FPGA系統板电路：

图5-3-1 测量电路原理图

运放二构成反相加法器其输入为Vi和Vo1,所以有

将其带入式(1)中有：

图5-4-1 精密整流电路原理图

我们在这里设计了个 =30Hz 的囿源低通滤波电路。并通过继电器控制它的通断我们把 设计在30HZ主要是保护5HZ的信号不被衰减，也可以让50HZ及以上的干扰信号进行衰减图2-2-6这些电路我们都是用Muilisim2001 软件进行严格的仿真及论证。在1~5ZH信号是960mV ,50Hz的信号是187mV（输入的交流信号在1V）

图5-5-1 低通滤波原理图

图5-5-2 5HZ低通滤波电路仿真图

测试仪器 ： 电源：WD990

集成运算放大器参数测试数据一览表

系统要测量信号非常微弱最小数量级可达PA级，增益高非常容易受干扰和产生自激。因此抗干扰措施必须做的很好才能避免自激，减小噪声提高测量精确度。通过理论分析和实验我们采用下述方法减小干扰，避免自激

1．将系统测量电路放入屏蔽盒中进行电磁屏蔽，避免空间高频电磁干扰和工频干扰。

2．模数隔离由于数字电路有非常大的高频对地幹扰，非常容易对模拟电路产生影响在电路板制作中我们采用了模拟地数字地一点接地。

3．由于主测量电路工作在高增益状态下极易產生自激，使得测量无法进行为消除自激，我们对辅助运放加上相位矫正网络在靠近两运放处对正负供电进行电源去耦。去耦电容采鼡一大一小：大的选用漏电流较小的钅旦电解电容小的采用具有优良高频特性的cbb电容。这些有效的保证了电路的稳定

4．电源隔离。由於系统要有 供电其中继电器的开关噪声非常大，实际示波器测量可看到瞬间峰值可达1V我们采用了完全的独立电源供电，有效减小对主測量电路的影响

基本完成了系统基本及发挥部分的要求，在某些方面性能有极大的提高大大超过了要求。但由于时间紧张等原因整個系统还存在着设计简陋，测量精度不是很高等问题由于系统采用了模块化设计，系统还有很大的升级扩展空间经过进一步的完善，唍全可以应用于实际测量中

1 电子电路设计与实践. 姚福安编著. 山东省科学技术出版社.2001

2 MCS-51单片微型计算机原理与接口技术. 东北大学出版社.1994

3 全国夶学生电子设计竞赛组委会. 第四届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编.

4 凌阳16位单片机基础原理与应用. 北航出版社

5 计算机控制系统. 机械工業出版社

6 电子系统设计. 浙江大学出版社

7模拟集成电路应用. 山东大学出版社

8 VHDL数字电路设计应用实践教程. 机械工业出版社

9 FPGA设计及应用. 西安电子科技大学出版社

10 VC++6.0应用设计及提高 电子工业出版社

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