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ERT中多通道程控增益放大电路设计

作者:时间:2011-09-23来源:网络收藏

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图3中选择D/A转换器芯片AD8600输出电压,当输出电压发生变化时,多电路中芯片AD603管脚1上的电压值也发生改变。其中AD8600是含有16个可独立寻址的电压输出型D/A转换器芯片,每一个DAC都具有各自的DAC寄存器和输入寄存器,但所有的DAC共用一个基准输入电压。芯片的数字接口包括一个8位并行数据输入端、4根地址信号线以及f.JPG控制信号线等。AD8600是8位的DAC芯片,它的输出电压摆幅在DACGND至外部基准电压KREF之间。
为使AD603管脚1和管脚2间的压差VG在-500~+500 mV间变化,而AD8600的输出电压由它的电压基准决定,固定管脚2上的电压为0.5 V,使管脚1上的输入电压在0~1 V之间输出,基准电压芯片选择ADI公司的ADR510。ADB510是一款低电压、精密、分流模式的基准电压源,温度系数为70×10-6/℃,它具有高精度和超低噪声性能。
2.3 微控器模块
微控器是整个控制电路的核心,采用LPC2366芯片作为整个设计电路的控制器件,在的多中,应用它来控制AD8600进行电压输出。该芯片是基于ARM7TDMI—S处理器,可在72MHz的工作频率下运行,其中ARM7TDMI—S是一个通用的32位微处理器,具有高性能和低功耗的特点。同时它还包含了10/100 Ethernet MAC、USB2.0全速接口、4个UART、2路CAN、1个SPI接口、2个同步串行端口(SSP)、3个I2C接口、1个I2S接口、70个通用I/O管脚。
2.4 EEPROM模块
EEPROM模块主要保存多通道电路中所设置的值,通过读取EEPROM中保存的值大小,从而得到程控放大电路的放大倍数,也可减少的设置时间。选用ST公司M24128BW芯片,它支持I2c总线模式,标准模式频率为100 kHz,快速模式下频率为400 kHz,可达1 000 000写周期。

3 系统软件设计
多通道程控放大程序主要是在系统开机和接收到相应命令后,进行增益自动设置。通过控制AD8600芯片的输出电压,从而改变AD603管脚1和管脚2间的压差VG达到调整增益的效果。每次设置的电压值保存在EEPROM芯片中,通过读取设置电压值可知信号处理模块的确切增益,也可减少增益设置的时间。程序设计流程如图5所示。

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4 实验结果
为验证中多通道程控放大电路的设计方案,在Muhisim中对这部分电路进行了仿真,如图6和图7所示。其中深黑色线代表输入的电压信号大小,而浅黑色线代表输出的电压信号大小。由图可以看出,输出信号与输入信号是反向的,那是因为芯片AD817所组成的电路是反向的10倍固定增益放大。图6中AD603管脚1与管脚2间的压差为500 mV,由增益公式G=40 VG+30,G在+10~+50 dB范围内,可知通道程控放大电路总的放大倍数约为3 000倍,可以满足模数转换器A/D的输入要求。

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图7中,AD603管脚1与管脚2间的压差为-400 mV,根据增益公式,可知多通道程控放大电路总的放大倍数约为50倍。

5 结束语
采用多通道程控放大方案,可以解决当通道数多、信号变化范围大时使用固定增益放大电路的缺点,同时利用D/A转换器芯片AD8600,根据输出电压的步进值大小精确地知道放大倍数变化的大小。


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