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篇一:网上看到的大学生毕业设计
大学生完成电子设计全过程
一、序言
作为一名在读本科生,自己不能奢望从课堂上学到太多实践的知识。但我还是看到身边有很多热衷于电子设计的同学,即使自己在电子线路设计的学习过程中一路磕磕绊绊,但一直有很多热心的学长老师帮助,在这个过程中自己也总结了部分学习方法,期望能给热爱电子线路设计的同学们一点点启发。(本文参与了TI企业的博文比赛,以为还行的话,期望大家帮顶一下、回复一个,谢谢大家,我会更努力的:- )
二、完成一项电子设计作品
07年的暑假,我观看了学长参与全国大学生电子设计竞赛的全过程,当初的A题“音频信号分析”给我留下了很深刻的印象。经过一年的学习自己的知识也差不多可已完成这个任务了,于是开始着手设计和制作。下面将具体介绍自己制作的全过程。
任务分析
题目标任务是计、制作一个可分析音频信号频率成份,并可测量正弦信号失真度的仪器。模拟部分的要求是: 1 输入阻抗:50Ω 2 输入信号电压范围 峰-峰值 :100mV~5V; 3 输入信号包含的频率成份范围:200Hz~10kHz。数字部分的要求是: 1 20Hz分辨力的频谱分析; 2 信号各分量功率测量;
3 信号失真度测量。
经过分析,模拟部分需要制作一个AGC 自动增益控制 放大器电路,而数字部分关键是进行FFT算法和功率、失真度算法的实现。
对于数字部分,因为作者手上有eZDSP2812的开发板,因此作者决定采取TI企业的DSP TMS 320F 2812作为整机运算控制关键。
对于模拟部分,经过分析她只要由一下几部分组成:
因为TMS 320F 2812的片上ADC动态输入范围为0~3V,而题目要求的输入范围为100mV~5V交流信号,所以需要对输入信号峰值进行检测,然后依据结果对判定信号进行放大或衰减,。为了预防高频信号被采样,在ADC前增加滤波器,考虑到频谱分析的缘故,应采取含有带内最大平坦度的巴特沃思滤波器。
经过以上分析,已经能够得到以下放大电路的整体框图。
细心的好友可能会问,为何峰值检测放在程放以后呢,是否能够直接接在信号输入端。这个问题作者在方案确定时经过了一番细致考虑,理论上两种方法全部能够,不过要注意到,峰值检测电路对毫伏级的输入信号检测精度很有限,实测误差会大于10%,而经过放大后再进行峰值检测有利于提升峰值检测精度,从而更有效的选择程放的放大倍数。
借助TI网上选型工具确定各部分方案
记得TI模拟器械技术部首席科学家Tim·Kalthoff先生在武汉大学的湖北省电赛颁奖仪式上说过:“TI的网站是一所很好的模拟大学。”确实如此,TI的网站有很多帮助设计人员完成选型、方案设计、方案验证的工具和向导,这对于想作者一样的初学者是很有帮助的。
程控增益放大器
作者决定从程控增益放大器部分开始确定设计方案,对于本部分,和大家一样,作者一开始想到两种方案:1.OPA + 模拟多路复用器;2.集成程控增益放大器。
怀着这两种方案,作者像往常一样,,然后下载了应用指南《音频指南》并仔细阅读,作者最先发觉的是一款集成程放PGA2310很适合我的设计,增益范围+ to ?,供电电压最大为 ±15V ,输入输出范围靠近供电电压。于是我很兴奋地登陆TI中国样片中心的网站开始申请教育样片 TI企业有大学合作计划 。
令人感到沮丧的是,样片缺货。于是,作者选择了第一个方案,这种方案的优点是OPA较轻易取得,另外作者手上有MAXIM企业的一款性能很不错的多路复用器MAX308。
接下来要做的就是OPA选型了,作者首先阅读了以前下载的《TI放大器和数据转换器选择指南》,同时浏览TI运算放大器产品线,忽然作者发觉了TI的网
上音频选择工具,作者根据提醒操作,选择了总谐波失真和噪声最小的产品,TI给我推荐了以下几个产品:
作者手上有OPA228和OPA4131,我首先考虑的是GBW,为了满足题目要求 10kHz,100mV ,并留有余量GBW应该大于1MHz,OPA228是 33M MHz而OPA4131是4 MHz,全部能够。其余指标对于本设计而言,二者差不多。值得一提的是,OPA228是OP07系列的升级版,而OPA4131则是FET输入型,输入阻抗很大。另外,考虑到节约电路板空间的问题,作者最终选取了四运放OPA4131。
到此为止,程控增益放大器的初步方案已
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