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设计并制作一个可控放大器，其组成框图如图所示。放大器的增益可设置；低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器的通带、截止频率等参数可设置。 设计思路： 如上图所示通过键盘输入，将信息发给FPGA控制模块，FPGA通过内部处理输出可以控制放大器增益和低通或高通滤波器的截止频率fc的参数。 方案设计： 2.1 程控放大器 0～40dB 设计要求程控放大器通频带为 100Hz～40kHz，放大器的放大倍数最高 100 倍，无明显失真和干扰。选用 NE5532宽带放大器；两级放大，保证具有一定的增益带宽积；选用 op07 低噪声放大器，以便提高程控放大器抗干扰的能力；采用跟随器的接线方法，提高带载能力和减少信号源对程控放大器的影响。 图1.1 为了实现对放大器放大倍数的控制，改变 OP07 的反馈电阻。由反馈电阻构成电阻网络，通过控制 CD4051 模拟开关，控制电阻网络的通断，实现对放大器放大倍数的控制。模拟开关CD4051 原理如图 13.4，模拟开关CD4051 管脚如下图 所示。模拟开关CD4051 真值表 输入 开关通道 INH C B A ON 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 0 1 0 1 5 0 1 1 0 6 0 1 1 1 7 1 X X X 无 图1.2 4051真值表 表1.1 由模拟开关CD4051 组成的电阻网络如图 1.3所示。电阻网络的电阻数值由测试得到，测试按上真值表表进行。在图1.1 输入峰-峰值 10mV 正弦电压信号，调节 OP07 反馈电阻R，用示波器测量其输出电压峰-峰值，在满足放大倍数条件下测出 OP07 反馈电阻 R，填在表1.2中。由于加上CD4051 后，各个通道有一定的导通电阻，重新在再测试一次各反馈电阻 R，填在表 1.2中。 4051组成的反馈电阻图1.3 表1.2 电阻网络表 增益db 放大倍数 反馈电阻R 输出电压 加到4051的电阻 40 100 101K 1V 93K 30 31.62 27K 316.2mV 25K 20 10 9.52K 100mV 8.92K 10 3.16 2.69K 31.6mV 2.51K 0 1 749 10mV 779 2.2 程控低通滤波器 低通滤波器其-3dB 截止频率f c 在 1kHz～20kHz 范围内可调，调节的频率步进为 1kHz，2f 处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB，RL =1kΩ。根据设计要求，用改变电阻的方法实现截止频率可调；并用 CD4052 实现电阻网络控制，达到调节的频率步进为 1kHz；为了达到2f c 处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB，采用二阶低通滤波器并加上适当的衰减。如 图1.5所示。通过控制 CD4052 模拟开关，控制电阻网络的通断，实现对低通滤波器截止频率的控制。程控低通滤波器原理如图 1.4所示，模拟开关 CD4052 管脚如图 1.5 所示。模拟开关CD4052 真值表如表 1.3所示。 程控低通滤波器原理图 图1.4 输入 开关通道 INH B A X Y 0 0 0 X0 Y0 0 0 1 X1 Y1 0 1 0 X2 Y2 0 1 1 X3 Y3 1 X X 无 无 4052芯片 图1.5 4052真值表 表1.3