信号调理模块
一、信号调理模块
信号调理模块也称隔离变送器模块，它们可将接收设备产生的±V、±mA和±mV各种信号，经过此模块变送成客户所需要的各种信号并隔离传送到控制室的PLC/DCS/显示仪表等接收设备，能有效地抑制各种设备之间信号干扰，解决各种设备之间“地”电位差的问题。广泛应用于石油、化工、水处理、冶金、制药、电力、水泥、造纸、公用事业自动化等领域。该产品包括信号隔离变送器模块、隔离栅、安全栅。芯片式国际标准引脚板载模块和标准DIN卡装产品能满足不同的场合对安装方式的要求；普通产品和本质安全产品能满足不同区域对防爆的要求。基于独有的专利技术，产品在高精度、低温漂、高隔离、高可靠性等方面具有独特的技术优势，能为客户在信号隔离、调理、变送等方面提供整体解决方案。
信号调理模块广泛应用于压力、流量、温度、液位等各类仪表输出端口，可实现信号的隔离传输、切断地回路干扰，信号的远距离传输，有效解决现场干扰及仪表端口保护。该系列产品内部采用电磁隔离技术，电源输入、信号输入、信号输出、配电输出之间相互隔离，相比光耦各类，产品具有更好好的温漂特性和线性度。
ü高传输精度：0.1%
ü高线性度：0.1%
ü低温漂：0.0035%F.S./℃
ü高电气隔离：2500VDC
ü工业级温度：-25~71℃（工作温度）
ü高可靠性：MTBF>50万小时
高精度正负信号系列信号调理模块
继直流正负双极性电压信号（±5V;±10V）输入输出的高精度隔离变送器—TxxxxCP推出之后，又成功的推出了两款正负信号隔离变送模块－TxxxxAP(±
5V/±10V→0~5/10V)和TMxxxxCP(±10~±100mV→±5V/±10V)，进一步地补充和完善了正负信号系列产品类型，它们接收设备产生的±V和±mV双极性电压信号，经过此系列模块变送成客户所需要的信号并隔离传送到控制室的PLC/DCS/显示仪表等接收设备，能有效地抑制各种设备之间信号干扰和解决各种设备之间“地”电位差的问题。
生产过程监视和控制要用到多种自动化仪表、计算机及相应执行机构，过程中的信号既有微弱到毫伏级的小信号,又有数十伏的大信号，甚至还有高达数千伏、数百安培的信号要处理，各种设备之间就存在相互干扰的问题，而这些干扰又是系统调试中必须要解决的问题。除了这些干扰，还要解决各种设备仪表的“地”，即信号参考点的电位差的问题，要使信号精准传送，理想化的情况是所有设备仪表的信号有一个共同的参考点，即共有一个“地”，也就是说所有设备仪表信号的参考点之间电位差为“零”。要解决以上问题，都可以通过mornsun 隔离模块有效地滤除各种干扰信号和保证各个外接设备仪表信号之间隔离，即保证它们之间没有“地”的关系。
此系列产品需要独立供电，电源输入电压24/15/12VDC多种选择，且带电源反接保护功能；采用独有的磁电隔离技术，电源、输入、输出和配电间相互隔离；具有高精度等级（0.1%F.S.）、高线性度(0.1%F.S.）、极低温漂（35ppm/℃）、工业级温度范围（-25℃~+71℃）、高隔离（电源/输入/输出相互2.5KVDC）等
优点，产品使用寿命长，能在-25℃~+71℃工业环境下长期稳定可靠地工作，MTBF （平均无故障时间）达50万小时以上。
正负信号系列隔离变送器模块采用标准的DIP24封装形式，与之前的D型产品相比，引脚与之完全兼容，而且线性度更好，产品性能更稳定；正负信号隔离变送器在各种变送器、传感器（比如：压力传感器、称重传感器）的信号变送和工控（包括石油、化工、钢铁等领域）系统的适时测量、反馈、控制（如测量开关/阀门的开度、电机的转速、伺服控制系统的位移等）等方面有广泛地应用，有效解决了工业自动化控制系统现场干扰问题，保证系统的稳定性和可靠运行。
为保证产品的使用寿命和可靠性，具体的请按相关技术手册操作使用。
二、
RS232、485转4-20mA,远程IO模块,数字转换模块
RS232、485转4-20mA远程IO模块/数字转换模块 发展日新月异，无论是在生活中，还是在办公场所，我们都会接触到各种各样的电子设备。而众多电子设备共同工作，也会产生一些信号源，为了更好地传输及采集信号，远程IO模块、信号变送器、信号采集模块等工业控制产品被开发出来。 以前，人们在铺设现成与盘柜之间的线路时，必须一根一根的连接，大大增加了线缆的成本和施工的时间，且如果距离都比较远还要面临电压衰减等问题。而有了远程IO模块，则有效的解决了这一问题。 假如你的盘柜距离现场有200米，不使用远程IO，那么你每一条信号线都要放线200米，那么将远程IO模块安装在现场，可以从成本上为你节省了众多线缆的钱以及减少了施工的复杂性。简单来说，有时候，会把一些IO设置在现场设备集中，距离中控又远的地方，然后通过光纤接回中控室，就是为了节省电缆采购和施工。有时候，逻辑上的“远程”是因为“本地IO”允许数量无法满足实际需要，需要接“远程IO模板”，具体要看实际情况了。此外，一般机柜间是放在装置现场的。但有些控制信号，比如急停、旁路等控制信号在控制室实现，所以需要采用远程IO模块，把这些信号送到机柜间内控制系统。 特点： ● 低成本、小体积模块化设计 ● 可以程控校准模块输出精度 ● 信号输出/ 通讯接口之间隔离耐压3000VDC ● 宽电源供电范围：8 ~ 32VDC ● RS-485/232接口，隔离转换成标准模拟信号输出 ● 模拟信号输出精度优于0.2% ● 可设置成主机来读取产品数据实现远程采集 ● 可靠性高，编程方便，易于安装和布线 ● 用户可编程设置模块地址、波特率等 ● 支持Modbus RTU 通讯协议 应用： ● 标准模拟信号输出 ● 工业现场控制信号隔离及长线传输 ● 智能楼宇控制、安防工程等应用系统 ● 传感器信号的远程传输及信号还原 ● 工业现场执行器数据给定 ● RS-232/485总线工业自动化控制系统 ● 设备运行调试与控制 ● 医疗、工控产品开发 ● 4-20mA信号输出 电源隔离，信号隔离、线性化，D/A转换和RS-485串行通信。每个串口最多可接256只 IRT-232/485系列模块，通讯方式采用ASCII码通讯协议或MODBUS RTU通讯协议，其指令集兼容于ADAM模块，波特率可由代码设置，能与其他厂家的控制模块挂在同一RS-485总线上，便于计算机编程。 IRT-232/485系列产品是基于单片机的智能监测和控制系统，所有的用户设定的校准值，地址，波特率，数据格式，校验和状态等配置信息都储存在非易失性存储器EEPROM里。
一种新型信号调理电路的设计
一种新型信号调理电路的设计 娄莹１，王雪洁２ （１鞍山科技大学电子信息工程学院，辽宁鞍山１１４０４４；２浙江大学城市学院信息与 电子学院，杭州３１００１５） 摘要：介绍一种能对各种不同的标准信号、非标准信号进行采集的通用电路。采用一种很新颖的设计方法，在不改变硬件情况下，使用软件进行简单的设定，通过单片机完成对光继电器的控制及数字电位器的调节从而实现对不同信号的采集。 关键词：单片机；光继电器；数字电位器 中图分类号：ＴＰ２１２文献标识码：Ｂ文章编号：１００１－１３９０（２００５）０８－００４３－０３ !ＬＯＵＹｉｎｇ１JＷＡＮＧＸｕｅ－ｊｉｅ２ （１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ＆ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎJＡｎｓｈａｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙJ Ａｎｓｈａｎ１１４０４４JＬｉａｏｎｉｎｇJＣｈｉｎａZ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＣｉｔｙＣｏｌｌｅｇｅJＨａｎｇｚｈｏｕ３１００１５JＣｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ_Ｄｅｓｃｒｉｂｅｓａｇｅｎｅｒａｌｃｉｒｃｕｉｔｕｓｅｄｔｏｓａｍｐｌｅｆｏｒａｌｌｋｉｎｄｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｎｄａｒｄａｎｄｎｏｎ－ｓｔａｎｄａｒｄｓｉｇｎａｌｓ．ＡｎｅｗｔｙｐｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄJｉｔｄｏｅｓｎｏｔｃｈａｎｇｅｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｏｎｌｙｃａｒｒｉｅｓｏｕｔｓｉｍｐｌｅｓｅｔｔｉｎｇ－ｕｐｂｙｓｏｆｔｗａｒｅJｃｏｕｌｄｆｉｎｉｓｈｃｏｎｔｒｏｌｌｉｇｈｔｍｉｃｒｏｒｅｌａｙａｎｄａｄｊｕｓｔｄｉｇｉｔａｌｐｏｔｅｎｔｉｏｍｅｔｅｒｔｈｒｏｕｇｈＳＣＭJａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｇｎａｌｃｏｕｌｄｂｅｓａｍｐｌｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ_ＳＣＭZｌｉｇｈｔｍｉｃｒｏｒｅｌａｙZｄｉｇｉｔａｌｐｏｔｅｎｔｉｏｍｅｔｅｒ ＤｅｓｉｇｎｏｆａＳｉｇｎａｌＡｄｊｕｓｔＣｉｒｃｕｉｔ ０引言 在实际生产中往往需要对多种物理信号进行检测以便实现计量和控制，针对不同的信号往往需要不同的采集电路［１－５］，这样一来在设计、安装与调试方面就存在很多不便之处。本文提出一种通用的可对多种信号进行采集的信号调理电路。若将此电路应用于仪器仪表中，则不必开箱，只需通过软件设定即可接收工业现场常见的各种信号，并可同时对八个通道模拟量进行采样记录，各个通道完全隔离。本电路适用于精密物理量测量的场合，如煤气、水、蒸汽、重油等资源流量的测量。 １硬件设计 信号调理电路单路输入的硬件结构如图１所示，包括信号输入、放大、单片机控制等几大部分。 信号输入电路由精密基准电源ＭＡＸ８７２、光继电器ＡＱＷ２１２Ｅ、运放４５０２及精密仪表开关电容模块ＬＴＣ１０４３等组成。其中精密基准电源的使用一方面提升输入信号的电位，避免低电位测量时的干扰误差；另一方面作为一路检测电路，其测量结果可以修正其它回路的检测结果，实现系统的在线自校正。ＭＡＸ８７２具有较宽的电压输入范围（２．７～２０Ｖ），输出精度可达２．５００Ｖ±０．２％。ＬＴＣ１０４３ＣＮ是双精密仪表开关电容，电容外接，多用于精密仪表放大电路、压频转换电路和采样保持电路等。当内部开关频率被设定在额定值３００Ｈｚ时，ＬＴＣ１０４３ＣＮ的传输精确度最高，此时电容器ＣＳ和ＣＨ大小均为１μＦ。ＬＴＣ１０４３ＣＮ和运放ＬＴ１０１３组成差分单端放大器，采用ＬＴＣ１０４３ＣＮ为差分输入的电压采样值，电压保持在电容器ＣＳ上并送到接地参考电容器ＣＨ中，而ＣＨ的电压送到ＬＴ１０１３的非反相输入端放大。ＬＴＣ１０４３ＣＮ是通过电容完成电压的传输，使电压由差分输入变为单端输入，并起到了很好的信号隔离作用，在本设计中双电容的巧妙 ４３ －－
信号转换板说明书
学校开发板说明书： 系统供电： 信号转换板包含小信号放大及转换模块、数字量转模拟信号（电流、电压）模块、电流转电压模块、CPLD模块四个部分。所需电源为+12V,-12V,+5V。P端为电源输入端。 1.mv信号转4-20ma/0-5V输出 AD694完成0-2V电压/4-20ma的线性转换。 A1端子为信号输入及输出管脚 Vin+：小信号(mv)输入电压正级； Vin-：小信号(mv)输入电压负级； Io：4-20ma输出正端； G：模拟地； Vo：0-5V电压输出端； 跳线选择： JP1、JP2同时1-2短接时，输入信号选择端子输入； JP1、JP2同时2-3短接时，输入信号选择板上电桥输入。此时调节R3阻值可改变信号大小。JP13默认为2-3短接，4-20毫安输出电流从内部R2流过； JP13 1-2短接，4-20毫安输出电流从外接端子流过。系统上电时需注意切不可将Io与模拟地（G）断开，否则会烧毁AD694; JP14 1-2短接，输出为电压信号，JP14的2-3短接输出为电流信号； 仪表放大电路 AD620为仪表放大器，改变RG大小可改变其放大倍数，输出电压从Vo端输出（JP14 1-2短接）。放大倍数为： 4-20ma电流输出： 若需4-20毫安输出（JP14 2-3短接），此时应将AD620的输出电压调低到2V以下，其对应关系为0-2V与4-20毫安对应； 2.4-20ma/0-5V输出 RCV420完成4-20ma/0-5V转换 A3端子为信号输入及输出管脚 Iin+：4-20ma电流信号输入端，电流从该端流入，从G端流出； Iin-：4-20ma电流信号输出端，电流从G端流入，从该端流出； Vo1：0-5V电压输出端（JP13 1-2短接）； G：模拟地； Vo2：低于5V电压输出端（JP13 2-3短接）；输出大小调节电阻R5；
信号调理电路的原理、功能
什么是信号调理？信号调理电路的原理，信号调理模块的功能 [导读] 信号调理电路往往是把来自传感器的模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出和其他目的的数字信号。模拟传感器可测量很多物理量，如温度、压力、力、流量、运动、位置、PH、光强等。但是传感器信号不能直接转换为数字数据，因为传感器输出是相当小的电压、电流或变化，因此，在变换为数字数据之前必须进行调理。 信号调理电路原理 信号调理电路往往是把来自传感器的模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出和其他目的的数字信号。 模拟传感器可测量很多物理量，如温度、压力、力、流量、运动、位置、PH、光强等。但是传感器信号不能直接转换为数字数据，因为传感器输出是相当小的电压、电流或变化，因此，在变换为数字数据之前必须进行调理。 调理就是放大，缓冲或定标模拟信号，使其适合于模/数转换器(ADC)的输入。然后，ADC对模拟信号进行数字化，并把数字信号送到微控制器或其他数字器件，以便用于系统的数据处理。 信号调理电路技术
1.放大 放大器提高输入信号电平以更好地匹配模拟-数字转换器(ADC)的范围，从而提高测量精度和灵敏度。此外，使用放置在更接近信号源或转换器的外部信号调理装置，可以通过在信号被环境噪声影响之前提高信号电平来提高测量的信号-噪声比。 2.衰减 衰减，即与放大相反的过程，在电压(即将被数字化的)超过数字化仪输入范围时是十分必要的。这种形式的信号调理降低了输入信号的幅度，从而经调理的信号处于ADC范围之内。衰减对于测量高电压是十分必要的。 3.隔离 隔离的信号调理设备通过使用变压器、光或电容性的耦合技术，无需物理连接即可将信号从它的源传输至测量设备。除了切断接地回路之外，隔离也阻隔了高电压浪涌以及较高的共模电压，从而既保护了操作人员也保护了昂贵的测量设备。 4.多路复用 通过多路复用技术，一个测量系统可以不间断地将多路信号传输至一个单一的数字化仪，从而提供了一种节省成本的方式来极大地扩大系统通道数量。多路复用对于任何高通道数的应用是十分必要的。 5.过滤
信号调理电路概论
摘要 信号调理简单的说就是将待测信号通过放大、滤波等操作转换成采集设备能够识别的标准信号。是指利用内部的电路(如滤波器、转换器、放大器等…)来改变输入的讯号类型并输出之。把模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出或其他目的的数字信号。但由于传感器信号不能直接转换为数字数据，这是因为传感器输出是相当小的电压、电流或电阻变化，因此，在变换为数字信号之前必须进行调理。调理就是放大，缓冲或定标模拟信号等。信号调理将把数据采集设备转换成一套完整的数据采集系统，这是通过直接连接到广泛的传感器和信号类型来实现的。信号调理简单的说就是将待测信号通过放大、滤波等操作转换成采集设备能够识别的标准信号。若信号很小，则要经过放大将信号调理到采集卡能够识别的范围，若信号干扰较大，就要考虑采集之前作滤波了。 关键词：放大器，传感器，滤波，信号采集
1设计任务描述1.1设计题目：信号调理电路 1.2设计要求 1.2.1设计目的 （1）掌握传感器信号调理电路的构成，原理与设计方法（2）熟悉模拟元件的选择，使用方法 1.2.2基本要求 （1）输出幅度在0-3V，线性反应输入信号的幅值 （2）信号的频率范围在50Hz-10KHz （3）匹配的信号源一般复读在100mv，内阻10KΩ左右（4）匹配的负载在100kΩ左右，信号传输的损失尽量小 1.2.3发挥部分 （1）超出上下限的保护电路及指示 （2）电桥信号采集 （3）其他
2设计思路 这次我们小组课程设计的题目是信号调理电路。 信号调理往往是把来自传感器的模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出和其他目的的数字信号。 在初始阶段用一个电压跟随器来发出信号，利用一个电桥收集信号并发出差分电压，选择放大器与传感器正确接口，使放大器与传感器特性匹配，测量应变片传感器通常要通过桥网络，用高精度和非常低漂移(随温度)的精密电压基准驱动放大器A1。这可为桥提供非常精确、稳定的激励源。因为共模电压大约为激励电压的一半，所以被测信号仅仅是桥臂之间小的差分电压。放大器A2、A3、A4必须提供高共模抑制比，所以仅测量差分电压。这些放大器也必须具有低值输入失调电压漂移和输入偏置电流，以使得从传感器能精确地读数。 在电路的输出端接入一个小绿灯，来判定电路的电压是否超出题目要求范围，并由示波器显示激励源的波形
飞思卡尔单片机AD转换模块简介
A/D转换模块 1、A/D转换原理 A/D转换的过程是模拟信号依次通过取样、保持和量化、编码几个过程后转换为数字格式。 a)取样与保持 一般取样与保持过程是同时完成的，取样-保持电路的原理图如图16 所示，由输入放大器A 1、输出放大器A 2 、保持电容C H 和电子开关S组成， 要求 A V1 * A V2 = 1。原理是：当开关S闭合时，电路处于取样阶段，电容 器充电，由于 A V1 * A V2 = 1，所以输出等于输入；当开关S断开时，由于 A 2输入阻抗较大而且开关理想，可认为C H 没有放电回路，输出电压保持不 变。 图16 取样-保持电路 取样-保持以均匀间隔对模拟信号进行抽样，并且在每个抽样运算后在足够的时间内保持抽样值恒定，以保证输出值可以被A/D 转换器精确转换。 b)量化与编码 量化的方法，一般有舍尾取整法和四舍五入法，过程是先取顶量化单位Δ，量化单位取值越小，量化误差的绝对值就越小，具体过程在这里就不做介绍了。将量化后的结果用二进制码表示叫做编码。 2、A/D转换器的技术指标 a)分辨率 分辨率说明A/D转换器对输入信号的分辨能力，理论上，n位A/D转换器能区分的输入电压的最小值为满量程的
1/2n 。也就是说，在参考电压一定时，输出位数越多，量化单位就越小，分辨率就越高。S12的ATD模块中，若输出设置为8位的话，那么转换器能区分的输入信号最小电压为19.53mV。 b)转换时间 A/D转换器按其工作原理可以分为并联比较型（转换速度快ns级）、逐次逼近型（转换速度适中us级）、双积分型（速度慢抗干扰能力强）。 不同类型的转化的A/D转换器转换时间不尽相同，S12的ATD模块中，8位数字量转换时间仅有6us，10位数字量转换时间仅有7us。 S12内置了2组10位/8位的A/D模块：ATD0和ATD1，共有16个模拟量输入通道，属于逐次逼近型A/D转换器（这个转换过程与用天平称物的原理相似）。 1、功能结构图
信号调理模块
一、信号调理模块 信号调理模块也称隔离变送器模块，它们可将接收设备产生的±V、±mA和±mV各种信号，经过此模块变送成客户所需要的各种信号并隔离传送到控制室的PLC/DCS/显示仪表等接收设备，能有效地抑制各种设备之间信号干扰，解决各种设备之间“地”电位差的问题。广泛应用于石油、化工、水处理、冶金、制药、电力、水泥、造纸、公用事业自动化等领域。该产品包括信号隔离变送器模块、隔离栅、安全栅。芯片式国际标准引脚板载模块和标准DIN卡装产品能满足不同的场合对安装方式的要求；普通产品和本质安全产品能满足不同区域对防爆的要求。基于独有的专利技术，产品在高精度、低温漂、高隔离、高可靠性等方面具有独特的技术优势，能为客户在信号隔离、调理、变送等方面提供整体解决方案。 信号调理模块广泛应用于压力、流量、温度、液位等各类仪表输出端口，可实现信号的隔离传输、切断地回路干扰，信号的远距离传输，有效解决现场干扰及仪表端口保护。该系列产品内部采用电磁隔离技术，电源输入、信号输入、信号输出、配电输出之间相互隔离，相比光耦各类，产品具有更好好的温漂特性和线性度。 ü高传输精度：0.1% ü高线性度：0.1% ü低温漂：0.0035%F.S./℃ ü高电气隔离：2500VDC ü工业级温度：-25~71℃（工作温度） ü高可靠性：MTBF>50万小时 高精度正负信号系列信号调理模块 继直流正负双极性电压信号（±5V;±10V）输入输出的高精度隔离变送器—TxxxxCP推出之后，又成功的推出了两款正负信号隔离变送模块－TxxxxAP(± 5V/±10V→0~5/10V)和TMxxxxCP(±10~±100mV→±5V/±10V)，进一步地补充和完善了正负信号系列产品类型，它们接收设备产生的±V和±mV双极性电压信号，经过此系列模块变送成客户所需要的信号并隔离传送到控制室的PLC/DCS/显示仪表等接收设备，能有效地抑制各种设备之间信号干扰和解决各种设备之间“地”电位差的问题。 生产过程监视和控制要用到多种自动化仪表、计算机及相应执行机构，过程中的信号既有微弱到毫伏级的小信号,又有数十伏的大信号，甚至还有高达数千伏、数百安培的信号要处理，各种设备之间就存在相互干扰的问题，而这些干扰又是系统调试中必须要解决的问题。除了这些干扰，还要解决各种设备仪表的“地”，即信号参考点的电位差的问题，要使信号精准传送，理想化的情况是所有设备仪表的信号有一个共同的参考点，即共有一个“地”，也就是说所有设备仪表信号的参考点之间电位差为“零”。要解决以上问题，都可以通过mornsun 隔离模块有效地滤除各种干扰信号和保证各个外接设备仪表信号之间隔离，即保证它们之间没有“地”的关系。 此系列产品需要独立供电，电源输入电压24/15/12VDC多种选择，且带电源反接保护功能；采用独有的磁电隔离技术，电源、输入、输出和配电间相互隔离；具有高精度等级（0.1%F.S.）、高线性度(0.1%F.S.）、极低温漂（35ppm/℃）、工业级温度范围（-25℃~+71℃）、高隔离（电源/输入/输出相互2.5KVDC）等
热电偶温度传感器信号调理电路设计与仿真
目录 第1章绪论 (1) 1.1 课题背景与意义 (1) 1.2 设计目的与要求 (1) 1.2.1 设计目的 (1) 1.2.2 设计要求 (1) 第2章设计原理与内容 (2) 2.1 热电偶的种类及工作原理 (3) 2.1.1热电偶的种类 (3) 2.1.2工作原理分析 (4) 2.2 设计内容 (4) 2.2.1 总体设计 (4) 2.2.2 原理图设计 (5) 2.2.3 可靠性和抗干扰设计 (7) 第3章器件选型与电路仿真 (8) 3.1 器件选型说明 (8) 3.2 电路仿真 (8) 第4章设计心得与体会 (9) 参考文献 (10) 附录1：电路原理图 (11) 附录2：PCB图 (11) 附录3：PCB效果图 (11)
第1章绪论 1.1 课题背景与意义 温度是一个基本的物理量，在工业生产和实验研究中，如机械、食品、化工、电力、石油、等领域，温度常常是表征对象和过程状态的重要参数，温度传感器是最早开发、应用最广的一类传感器。本设计中正是关于温度的测量，采用热电偶温度测量具有很多的好处，它具有结构简单，制作方便，测量范围广，精度高，惯性小和输出信号便于远传等许多优点。 同时，热电偶作为有源传感器，测量时不需外加电源，使用十分方便，所以常在日常生活中被应用，如测量炉子，管道内的气体或液体温度及固体的表面温度。热电偶作为一种温度传感器，通常和显示仪表，记录仪表和电子调节器配套使用。热电偶可直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。 1.2 设计目的与要求 1.2.1 设计目的 (1) 了解常用电子元器件基本知识（电阻、电容、电感、二极管、三极管、集成电路）； (2) 了解印刷电路板的设计和制作过程； (3) 掌握电子元器件选型的基本原理和方法； (4) 了解电路焊接的基本知识和掌握电路焊接的基本技巧； (5) 掌握热电偶温度传感器信号调理电路的设计，并利用仿真软件进行电路的调试。 1.2.2 设计要求 选用热电偶温度传感器进行温度测量，要求测温范围100-300℃、精度为0.1℃。设计传感器的信号调理电路，实现以下要求： （1）将传感器输出4.096-12.209mV的信号转换为0-5V直流电压信号； （2）对信号调理电路中采用的具体元器件应有器件选型依据； （3）电路的设计应当考虑可靠性和抗干扰设计内容； （4）电路的基本工作原理应有一定说明； （5）电路应当在相应的仿真软件上进行仿真以验证电路可行性
ZCM1060_ds 信号调理模块
—————————————概述 ZCM1060系列无源信号隔离变送器，应用于4~20mA 电流输入，4~20mA 电流输出的信号隔离变送场合。本产品采用电磁隔离技术，实现4~20mA 的标准信号的高精度和高线性度的隔离。ZCM1060隔离电压高达3KVDC ，精度和线性度达到0.1%。它为数据采集前端或传感器输出端口等应用场合提供了理想的信号隔离和抗干扰解决方案。 ——————————————产品特性 ◆ 无需辅助电源供电； ◆ 输入电流：4～20mA ； ◆ 输出电流：4～20mA ； ◆ 信号传输精度：0.1%； ◆ 高线性度：0.1%； ◆ 频率响应：50Hz ； ◆ 工作温度：-25℃～+71℃； ◆ 高隔离电压：3000VDC ； ◆ 负载能力：20mA 输入时，≤300Ω； ◆ 低功耗：20mA 输入时，输入输出压降<3V 。 ————————————产品应用 ◆ 传感器或现场设备的输出端口； ◆ PLC 、DCS 、仪器仪表前端； ◆ 数据采集前端； ◆ 其他信号隔离变送应用场合； ◆ …… ZCM1060D/S 无源信号隔离变送器 广州致远电子股份有限公司 ———————————————订购信息 —————————————————————————————————原理框图 图 1.1 原理框图 图 1.1所示为ZCM1060系列信号隔离变送模块的原理框图。输入电流信号被调制电路被调制到载波上，由隔离变压器传送到输出端。输出端通过解调电路将电流信号还原，从而实现信号的低失真电磁隔离。
修订历史
目录 1. 电气特性 (1) 1.1 特性参数 (1) 2. 特征曲线图 (2) 2.1 绝缘特性 (2) 3. 产品列表 (3) 4. 应用 (4) 4.1 典型电路 (4) 4.2 一路输入多路输出 (4) 4.3 前馈供电 (4) 4.4 后馈供电 (5) 5. 引脚信息 (6) 5.1 引脚图 (6) 5.2 引脚定义 (6) 6. 机械尺寸 (7) 6.1 ZCM1060D机械尺寸 (7) 6.2 ZCM1060S机械尺寸 (7) 7. 免责声明 (9)
信号转换器原理
转换器 开放分类：应用科学建筑材料机电一体化电子 编辑词条分享 ?新知社新浪微博人人网腾讯微博移动说客网易微博开心001天涯MSN ? 1 设备类型 ? 2 转换模式 ? 3 接口类型 ? 4 传输速率 ? 5 网络标准 ? 将一种信号转换成另一种信号的装置。 协议转换器
接口转换器 转换器从原理上可分为协议转换器、接口转换器两大类。从应用上又可以分光纤转换器、光电转换器、视频转换器等等。例如视频转换器就是一种连接电脑和电视的设备，它可以把电脑上的内容转换并显 示在电视机上，让人们可以在电视上学电脑，上网，玩游戏，做商业演示，看股票等等。 典型的转换器常见的转换模式有以下几种： V．35与G.703接口之间的转换； Ethernet（RJ45）与RS232之间的转换； 单模光纤与多模光纤之间的转换； 光纤接口与Ethernet（RJ45）之间的转换； 以太网口与E1的接口转换； USB接口与其他接口之间的转换等等。 转换器典型的接口类型有以太网接口，E1接口、串行接口（RS232）、SC/ST接口、USB接口等。 RJ-45 接口转换器 1．以太网接口 接口标准：IEEE802.3
终端速率：10M/100/1000Mbps 工作模式：全双工、半双工 终端接头：RJ45接口 2．E1接口 网络接口：G.703、G.704、G.823 网络速率：2.048Mbps 网络接头：BNC（75欧姆）等 线路编码：HDB3码 3．串行接口 接口速率：19200bps 接口标准：RS-232 SC/ST接口转换器 4．SC/ST接口 ST接口：10Base-F SC接口：100Base-FX 5．USB接口 USB1.1：12Mbps USB2.0：480Mbps 不同的转换器产品由于转换接口的不同，传输速率也不同，典型接口传输速率如下：
RS485,232转0-5v模拟信号,数字模块
RS485,232转模拟信号,数字模块 工业现场传感器与PLC/FCS/DCS、仪器仪表之间输入输出的模拟信号隔离放大器（亦称模拟量隔离变送器）属于模拟信号调理的范畴。模拟信号隔离放大器能有效保护各级控制回路，消除或减弱环境噪声对测试电路的影响，抑制公共接地、变频器、电磁阀及浪涌脉冲对设备的干扰，同时对下级设备具有信号限压、扼流的功能。是变送器、仪器仪表、变频器、电磁阀、PLC/DCS输入输出及其通讯接口的可靠防护器件。对于有些环境恶劣的工业现场，控制系统错综复杂，高温、震动、潮湿和干扰信号并存，所以通过隔离放大器将输入输出模拟信号进行放大、转换、远传且各系统回路完全隔离，的确是当今自动化控制系统中抗干扰的有效措施之一。 所谓带宽（band width）又叫频宽，是指在固定的的时间可传输的资料数量，亦即在传输管道中可以传递数据的能力。在数字设备中，带宽通常以bps表示，即每秒可传输之位数。在模拟设备仪器中，带宽通常以每秒传送周期或赫兹 (Hz)来表示。信号的带宽是指该信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围。 带宽指标的测试方法如下，在输入端加上一个频率可调的正弦波模拟信号，输出端可以稳定跟随输入端信号的最大频率范围就是带宽。工业信号隔离放大器带宽指标的工程意义是什么呢？在应用当中我们如何理解“带宽”呢?带宽指标反映了隔离放大器对输入信号变化的响应速度。带宽越大，隔离放大器对信号变化的响应速度越快；带宽越小，说明隔离放大器对输入信号瞬间变化反应不敏感，在某些场合也就意味着抗干能力较强。 IRT-232/485 信号隔离D/A转换模块，可以用来输出一路电压或电流信号，也可以用来输出两路可以共地的电流或电压信号。 1、模拟信号输出 12位输出精度，产品出厂前所有信号输出范围已全部校准。在使用时，用户也可以很方便的自行编程校准。 具体电流或电压输出量程请看产品选型，输出两路信号时两路输出选型必须相同。 2、通讯协议 通讯接口： 1路标准的RS-485通讯接口或1路标准的RS-232通讯接口，订货选型时注明。 通讯协议：支持两种协议，命令集定义的字符协议和MODBUS RTU通讯协议。可通过编程设定使用那种通讯协议，能实现与多种品牌的PLC、RTU或计算机监控系 统进行网络通讯。 数据格式：10位。1位起始位，8位数据位，1位停止位。 通讯地址（0～255）和波特率（2400、4800、9600、19200、38400bps）均可设定；通讯网络最长距离可达1200米，通过双绞屏蔽电缆连接。 通讯接口高抗干扰设计，±15KV ESD保护，通信响应时间小于100mS。 3、抗干扰 可根据需要设置校验和。模块内部有瞬态抑制二极管，可以有效抑制各种浪涌脉冲，保护模块，内部的数字滤波，也可以很好的抑制来自电网的工频干扰。 ● 低成本、小体积模块化设计● RS-485/232接口，隔离转换成标准模拟信号输出● 模拟信号输出精度优于 0.2%● 可以程控校准模块输出精度● 信号输出 / 通讯接口之间隔离耐压3000VDC ● 宽电源供电范围：8 ~ 32VDC● 可靠性高，编程方便，易于安装和布线 ● 用户可编程设置模块地址、波特率等● 可设置成主机来读取产品数据实现远
信号调理电路说明
信号调理电路说明 信号特征： 肌电信号的特征为频率低，能量主要的集中频段为3~60HZ； 幅度小，为uF级信号；人体阻抗环境下会不断变化，最高可达2M?，所以要求一级放大的输入阻抗非常高；在提取过程中伴有非常大的从人体引入的50HZ工频干扰，而且刚好在我们所需要分析的信号的频段内，这就对了我们的前级采集电路提出了很高的要求。 芯片选型： 仪表放大器由于其内部精密匹配的电阻可以提供非常高的共模抑制比，且输入阻抗大，满足我们的要求，我们采用了TI公司的INA128及AD公司的AD8221两种芯片具体实现。由于系统为锂电池供电，所以要求芯片必须有轨到轨输入输出，为精密运算放大器，具有低噪声和低失调电压，且最好可以满足低电压供电，我们验证后采用了TI公司的LMP7704四通道运放以满足我们系统要求。 1、一级差模放大及共模抑制 由于需要非常高的共模抑制以降低50HZ工频共模信号的干扰，且需要将双端输入转为单端输出，由于仪表放大器可以很好的满足上述两个要求，我们一级放大器拟采用仪表放大。 我们实际实验了两种方案，一种是TI公司的INA128，一种是AD公司的AD8221，验证后发现，AD8221在使用的过程中稳定
性更高，效果更显著，所以我们采用AD8221仪表放大作为我们的一级放大电路，如图1.3.1所示。 图1.3.1 2、二级仪表放大 由于一级放大之后低频噪声仍十分明显，我们的二级放大依旧采用仪表放大。我们需要的信号为交流信号，在两级之间需要隔直电路，实际验证之后发现隔直电路之后INA128的效果较 AD8221效果更好，所以采用INA128作为我们的二级放大，如图 1.3.2所示。 图1.3.2
0-10v转4-20ma转换器模块讲解及分析
0-10v转4-20ma转换器模块讲解及分析 模块电源由于高功率、高开关、高频工作，将会产生潜在的干扰信号。在VCOR模电源拓扑架构中，通过使用准谐振的零电流开关(ZCS)和零电压开关(ZVS)拓扑，可在很大程度上处理这个问题的源头。开关电流波形是一个半正弦波，产生的传导和辐射噪声在频谱和幅度上都远低于其他功率变换器拓扑。如果设计和处理恰当，则电磁干抗滤波器可将传导噪声的幅度再降低40-60dB，功率导体辐射的噪声相应也会按比例减少。输人电源线上的传导噪声能行生成差模或共模噪声电流，差模噪声大部分是低频的，是开关基频及波，出现在输导体之间。共模噪声主要有高频含量，存在模块电源的输人导体及接地间。作为电子组件,VCOR 模块电源将会受到高水平的传导或辐射噪声干扰，在设计时进行测试评估，以确定所选用的模块电源是否适用。抑制电磁干状的实用基本方法如下: ①保持较小的电流环路，从而削弱导体通过感应和幅射耦合能量的能力; ②对于一对导体，使用彼此上下对准的宽(低Z值)铜线; ③将滤波器置于干扰源处，即靠近模块电源 ④在选择滤波器组件值时，应考虑所需意减率范围，如电容在特定率下会自身诺振，高于此频率便像电感，旁路电容的引线应尽量缩短; ⑤确定组件在印制电路板上的位置时，要考虑噪声源是否靠近潜在的敏感电路，如FHAM是一个输入滤波模块，可优化配合VCOR的全型、小型和微型DC/DC模块电源使用左与外置组件和布线配套使用时，可显著降低传回电源的差模和共模噪声。FIAM在额定电流内与VICOR 的全型、小型和微型模块电源的任何组合配套使用，可使设计的系统电源符合EN5022“B”级、FCC“B＂级和Bellcore，R-001089CORE第2版的标准要求. 主要特性 将直流输入信号转换成高压的控制信号。 精度等级：0.1 级、0.2 级。产品出厂前已检验校正，用户可以直接使用。 国际标准信号输入:0-5V/0-10V/1-5V/0-±5V/0-±10V,0-10mA/0-20mA/4-20mA 等。 输出标准信号：0-100mA /0-200mA/0-300mA 等。 全量程范围内极高的线性度（非线性度<0.1%） 信号输入/输出/辅助电源，3KVDC 三隔离
信号调理电路的原理功能
信号调理电路的原理功 能 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】
什么是信号调理？信号调理电路的原理，信号调理模块的功能 [导读]信号调理电路往往是把来自传感器的模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出和其他目的的数字信号。模拟传感器可测量很多物理量，如温度、压力、力、流量、运动、位置、PH、光强等。但是传感器信号不能直接转换为数字数据，因为传感器输出是相当小的电压、电流或变化，因此，在变换为数字数据之前必须进行调理。 信号调理电路原理 信号调理电路往往是把来自的模拟信号变换为用于、控制过程、执行计算显示读出和其他目的的数字信号。 模拟传感器可测量很多物理量，如温度、压力、力、流量、运动、位置、PH、光强等。但是传感器信号不能直接转换为数字数据，因为传感器输出是相当小的电压、电流或变化，因此，在变换为数字数据之前必须进行调理。 调理就是放大，缓冲或定标模拟信号，使其适合于模/数转换器(ADC)的输入。然后，ADC对模拟信号进行数字化，并把数字信号送到微或其他数字器件，以便用于系统的数据处理。 信号调理电路技术 1.放大 提高输入信号电平以更好地匹配模拟-数字转换器(ADC)的范围，从而提高测量精度和灵敏度。此外，使用放置在更接近信号源或转换器的外部信号调理装置，可以通过在信号被环境噪声影响之前提高信号电平来提高测量的信号-噪声比。
2.衰减 衰减，即与放大相反的过程，在电压(即将被数字化的)超过数字化仪输入范围时是十分必要的。这种形式的信号调理降低了输入信号的幅度，从而经调理的信号处于ADC范围之内。衰减对于测量高电压是十分必要的。 3.隔离 隔离的信号调理设备通过使用变压器、光或电容性的耦合技术，无需物理连接即可将信号从它的源传输至测量设备。除了切断接地回路之外，隔离也阻隔了高电压浪涌以及较高的共模电压，从而既保护了操作人员也保护了昂贵的测量设备。 4.多路复用 通过多路复用技术，一个测量系统可以不间断地将多路信号传输至一个单一的数字化仪，从而提供了一种节省成本的方式来极大地扩大系统通道数量。多路复用对于任何高通道数的应用是十分必要的。 5.过滤 在一定的频率范围内去处不希望的噪声。几乎所有的数据采集应用都会受到一定程度的50Hz或60Hz的噪声(来自于电线或机械设备)。大部分信号调理装置都包括了为最大程度上抑制50Hz或60Hz噪声而专门设计的低通滤波器。 6.激励 激励对于一些转换器是必需的。例如，应变计，电热调节器，和RTD需要外部电压或电流激励信号。通常RTD和电热调节器测量都是使用一个电流源来完成，这个电流源将电阻的变化转换成一个可测量的电压。应变计，一个超低电阻的设备，通常利用一个电压激励源来用于惠斯登(Wheatstone)电桥配置。
8路信号显示转换器
八路信号显示转换器 一、设计任务与要求 设计一个八路信号显示转换器，与单踪示波器配合使用，同时显示多路被测信号。设计任务与要求： 1同时显示八路数字信号波形且清晰稳定。 2被测信号上限频率不小于2KHz。 二、总体框图 根据课题要求，下图所示为八路信号显示转换器的电路框图。八选一数据选择器把输入的八路数字信号在地址形成器的控制下，轮流地送入示波器的Y轴通道。D/A电路用于形成阶梯电压信号，共有八个阶梯，使各路被测信号在示波器屏幕的不同垂直位置（即不同的地址）显示出来。系统时钟（或被测信号的时钟）经16分频后的信号送至示波器的同步输入端（X轴通道），作为示波器的外同步信号。由于示波器荧光屏上所涂的荧光粉具有一定的余辉时间，在合适的系统时钟作用下，能够同时观察到屏幕上显示的八路输入信号。
三、选择器件 主要器件说明 74LS74N 逻辑符号 逻辑功能表
逻辑功能说明 当4号端口输入低电平，1号端口输入高电平输出Q=1 Q非=0 当1号端口输入低电平，4号端口输入高电平输出Q=0 Q非=1 当1号端口和4号端口同时输入低电平输出Q=1 Q非=1 当1号端口和4号端口同时输入高电平，3号端口下降沿触发 D=1时 Q=1 Q非=0 D=0时 Q=0 Q非=1 74LS163N 逻辑符号 逻辑功能表
逻辑功能说明 清零端输入低电平，CP脉冲下降沿触发，输出全为0。 清零端输入高电平，预置端输入低电平，CP脉冲下降沿触发输出QA=A QB=B QC=C QD=D。 清零端、预置端输入高电平，ENT、ENP输入高电平，CP脉冲下降沿触发电路计数，没词加1。 清零端、预置端输入高电平，ENT、ENP一个输入高电平，一个输入低电平，输出保持不变。 74LS10N 逻辑符号 逻辑功能表
光电转换模块
光电转换模块 3.2.1光伏探测器的分类 （1）光电池 光电池是一种无需外加偏压就能将光能转换成电能的光伏探测器。光电池可以分为两大类：太阳能光电池和测量光电池。太阳能光电池主要用作电源，对它的要求是转换效率高、成本低，由于它具有结构简单、体积小、重量轻、可靠性高、寿命长、在空间能直接利用太阳能转换电能的特点，因而不仅仅成为航天工业上的重要电源，还被广泛地应用于供电困难的场所和人们日常生活中。测量光电池的主要应用时作为光电探测用，即在不加偏置的情况下将光信号转换成电信号，对它的要求是线性范围宽、灵敏度高、光谱响应合适、稳定性好、寿命长，被广泛应用在光度、色度、光学精密计量和测验试中。 光电池是用单晶硅组成的，在一块N 型硅片上扩散P 型杂质，形成一个扩散n p +结；或在P 型硅片扩散N 型杂质，形成p n +结，在焊上两个电极。P 端为 光电池正极，N 端为负极，一般在地面上应用作光电探测器的多为n p +型。p n +型硅光电池具有较强的抗辐射能力，适合空间应用，作为航天的太阳能电池。 （2）光电二极管 随着光电子技术的发展，光信号在探测灵敏度、光谱响应范围及频率特性等方面要求越来越高。光电二极管的工作原理同光电池一样，都是基于P -N 结的光伏效应工作的。但是，它与光电池相比有所不同：掺杂浓度较低，电阻率较高，结区面积小，通常多工作于反偏置状态。因此，光电二极管的内建电场很强，结区较厚，结电容小，因而频率特性比光电池好，但其光电流比光电池肖达多，一般多为微安级。硅光二极管基本结构如下图所示：
图3-5 硅光二极管的结构 硅光二极管是一个大面积的光电二极管，它被设计用于把射到它表面的光转化为电能，因此，可用在光电探测器和光通信等领域。特点：当它照射光时会流过大致与光量成正比的光电流. 用途：1.作传感器用时,可广泛用于光量测定和视觉信息,位置信息的测定等. 2.作通信用时,广泛用于红外线遥控之类的光空间通信,光纤通信等. 3.紫蓝硅光电池是用于各种光学仪器，如分光光度计、比色度计、白度计、亮度计、色度计、光功率计、火焰检测器、色彩放大机等的半导体光接收器；紫蓝硅光电池具有光电倍增管，光电管无法比拟的宽光谱响应，它特别适用于工作在300nm-1000nm光谱范围的各种光学仪器对紫蓝光有较高的灵敏度、器件体积小、性能稳定可靠，电路设计简单灵活，是光电管的更新换代产品。目前也有可以使用到190-1100nm的产品,但紫外能量弱一些,光谱带宽不能太小,已经有很多厂家在紫外可见分光光度计上用了。 （3）其它光电二极管 A、PIN光电二极管 在P-N结之间加一本征层（I层）,这种器件称为PIN光电二极管，又称耗尽层型光电二极管。只要适当控制本征层厚度，使它近似等于反偏压下耗尽层宽度，就可以使相应波长范围和频率相应得到改善。PIN硅光电二极管使常用的耗尽层光伏探测器。它是采用高阻纯硅材料及离子漂移技术形成一个没有杂质的本征层， 左右其结构如下： 厚度为500m
多路信号显示转换器
课 程 设 计 任 务 书
1．设计目的：
1）综合运用所学线路原理图； 4）学会说明书的和书写。的理论知识，掌握一般电子线路分析和设计的基本方法和步骤； 2）培养一定的独立分析问题、解决问题的能力； 3）实规范整理践利用EDA软件绘制电子图
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ：
设计一个多路信号显示转换器,与单踪示波器配合使用,同时显示多路被测信号,其技 术指标如下: 1) 2) 同时显示八路数字信号波形且清晰稳定。 被测信号上限频率不小于2000Hz。
3．设计工作任务及工作量的要求
1）分析设计任务，查阅相关资料； 2）确定系统方案，设计各模块电路，计算参数，分析其特性，使其满足题目要求； 3）利用PROTEL或其他软件绘制所设计系统的原理图； 4）按格式要求撰写课程设计说明书。
4．设计成果形式及要求：
1）课程设计说明书一份； 2）电子文档一份。
课 程 设 计 任 务 书
4．主要参考文献：
1 毕满清主编．电子技术实验与课程设计.第 3 版.北京：机械工业出版社，2005 2 陈晓文主编．电子线路课程设计.第 1 版.北京：电子工业出版社，2004
5．设计成果形式及要求：
1) 用计算机仿真软件制图或仿真； 2) 课程说明书用计算机打印，并装订；
6．工作计划及进度：
2007 年 1 月 15 日~ 1 月 16 日 2007 年 1 月 17 日~ 1 月 20 日 2007 年 1 月 21 日~ 1 月 23 日 2007 年 1 月 24 日~ 1 月 25 日 2007 年 1 月 26 日 分析设计任务书，查阅相关资料及设计手册； 确定系统方案，组成模块框图，设计各模块电路； 分析电路各参数及其特性并绘制电子线路原理图； 按格式要求撰写课程设计说明书； 成绩考核；
系主任审查意见：
签字： 年 月 日
..
-2-
信号调理电路设计方案详解
宽带放大器的设计方案 本设计由直流稳压电源、前置放大电路单元、增益控制部分、功率放大部分、单片机自动增益控制部分几个模块构成。输入部分采用高速电压反馈型运放OPA642作跟随器提高输入阻抗，并且在不影响性能的条件下给输入部分加了保护电路。使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激。同时利用可变增益宽带放大器AD603来提高增益和扩大AGC控制范围，通过软件补偿减小增益调节的步进间隔和提高准确度。功率输出部分采用分立元件制作，提高了负载阻值以及输出有效值。控制部分由51系列单片机、A/D、D/A和基准源组成。整个系统通频带为1kHz～20MHz，最小增益0dB，最大增益80dB。增益步进1dB，60dB以下预置增益与实际增益误差小于0.2dB。不失真输出电压有效值达9.5V，输出4.5～5.5V时AGC控制范围为66dB，应用单片机和数字信号处理技术对增益进行预置和控制,AGC稳定性好,可控范围大,完成了设计的所有基本要求并做适当的发挥，使设计更完善。 1总体方案 方案一：简单的放大电路可以由三极管搭接的放大电路实现,图3.1为分立元件放大器电路图。为了满足增益60dB的要求，可以采用多级放大电路实现。对电路输出用二极管检波产生反馈电压调节前级电路实现自动增益的调节。本方案由于大量采用分立元件，如三极管等，电路比较复杂，工作点难于调整，尤其增益的定量调节非常困难。此外，由于采用多级放大，电路稳定性差，容易产生自激现象。 方案二：为了易于实现最大60dB增益的调节，可以采用D/A芯片AD7520的电阻权网络改变反馈电压进而控制电路增益。又考虑到AD7520是一种廉价型的10位D ／A转换芯片，其输出Vout=Dn×Vref/1024，其中Dn为10位数字量输入的二进制值，可满足1024挡增益调节，满足题目的精度要求。它由CMOS电流开关和梯形电阻网络构成，具有结构简单、精确度高、体积小、控制方便、外围布线简化等特点，故可以采用AD7520来实现信号的程控衰减。但由于AD7520对输入参考电压Vref有一定幅度要求，为使输入信号在mV～V每一数量级都有较精确的增益，最好使信号在到达AD7520前经过一个适应性的幅度放大调整，再通过AD7520衰减后进行相应的后级放大，并使前后级增益积为1024，与AD7520的衰减分母抵消，即可实现程控放大。但AD7520对输入范围有要求，具体实现起来比较复杂，而且转化非线性误差大，带宽只有几kHz，不能满足频带要求。 方案三：根据题目对放大电路的增益可控的要求，考虑直接选取可调增益的集成运放实现，如运放AD603。其内部由R-2R梯形电阻网络和固定增益放大器构成，加在其梯型网络输入端的信号经衰减后，由固定增益放大器输出，衰减量是由加在增益控制接口的参考电压决定；而这个参考电压可通过单片机进行运算并控制D/A 芯片输出控制电压得来，从而实现较精确的数控。此外AD603能提供由直流到30MHz 以上的工作带宽，单级实际工作时可提供超过20dB的增益，两级级联后即可得到40dB 以上的增益，通过后级放大器放大输出，在高频时也可提供超过60dB的增益。这种