毕业设计--集成运放参数测试仪

集成运放参数测试仪学号10211810207毕业设计（论文）集成运放参数测试仪设计报告教学系：信息工程系指导教师：钟学斌专业班级：电信1102学生姓名：詹传明二零一四年六月集成运放参数测试仪毕业设计(论文)任务书学生姓名詹传明专业班级电信1102班指导教师钟学斌工作单位武汉理工大学华夏学院设计(论文)题目:集成运放参数测量仪设计设计（论文）主要内容：本次课题的任务是设计集成运放参数测试仪，该测试仪的测量参数包括：集成运算放大器的输入失调电压、输入失调电流、交流差模开环电压增益、交流共模抑制比和单位增益带宽。该系统主要由参数测试电路、继电器开关切换电路、AD转换电路、液晶显示电路、单片机控制器电路组成。实现了自动切换、精确测量以及显示的功能（具体技术指标详见毕业设计（论文）选题审核表）。要求完成的主要任务及其时间安排：（1）掌握集成运放测量电路、AD转换电路、继电器电路、液晶显示电路的原理及设计方法（第3~5周）；（2）掌握集成运放参数测试仪的原理和设计方法（第6~8周）；（3）掌握集成运放参数测试仪的参数设置（控制）模块的设计方法（第9~10周）；（4）系统硬件、软件设计（第11~13周）；（5）撰写毕业论文，答辩材料编写（14-15周）;必读参考资料：1.全国大学生电子竞赛培训系列教程高吉祥、唐朝京编电子工业出版社，2007。2.运算放大器应用电路设计（日）马场清太郎著何希才译科学出版社20073.LC滤波器设计与制作森荣二、薛培鼎译科学出版社2006.14.模拟电子技术基础童诗白、华成英高等教育出版社20015.运算放大器应用技术手册张乐峰、张鼎等译人民邮电出版社2009.1指导教师签名：钟学斌教研室主任签名：集成运放参数测试仪毕业设计(论文)开题报告题目集成运放参数测量仪设计1．目的及意义（含国内外的研究现状分析）：运算放大器是具有高开环放大倍数并有深度负反馈的多级直接耦合放大电路。它首先应用于电子模拟计算机上，作为基本运算单元，可以完成加减、乘除、积分和微分等数学运算。早期的运算放大器是用电子管组成的，后来被晶体管分立元件元件运算放大器取代。随着半导体集成工艺的发展，自从六十年代初第一个集成运算放大器问世以来，才使得运算放大器的应用远远的超出模拟计算机的界限，在信号运算、信号处理、信号测量及波形产生等方面获得广泛的应用。集成运放以其价格低廉、性能优越等特点在个人数据助理、通信、汽车电子、音响产品、仪器仪表、传感器等领域得到广泛应用。随着数字技术的不断进步和集成电路市场的发展．兼有模拟和数字集成电路的SOC或混合集成电路将越来越受重视。与此同时，集成运放参数的测定也将对研发人员和技术仪器提出更高的要求，传统的运放测试仪校准方案已不能满足市场特别是国防军工的要求．运放测试仪的校准面临严峻挑战。因此，提高运放测试仪的测试精度，保证运放器件的准确性是目前应解决的关键问题。而国标823442GB运放测试电路，由于其电路结构简单，测量精确，被广泛的采用。本设计所采用的也是国标823442GB运放测试电路。在信号源部分，采用DDS（直接数字式频率合成）专用芯片9851AD，输出频率稳定的正弦信号，并且在单片机的控制下实现扫频的功能。对与测试仪来说，测量的精度是衡量仪器优劣的最重要指标，而823442GB运放测试电路的本质是通过测量输出电压，通过软件计算得到各个目标测量值，所以仪器本身的测量精度取决于电压的测量精度。本设计采用凌利而特公司生产的24位高精度AD转换芯片2400LTC，实现了对输出电压信号的精确测量，进而保证了测量精度。2．基本内容和技术方案：该系统意以AVR系列单片机ATMEGA128为控制核心，适当地改变国标823442GB运放测试电路连接而成，利用继电器切换的方式，实现了自动测量的功能。该系统通过ADC采集得到一系列运放的输出电压，通过软件计算，可以得到运放的输入失调电压、输入失调电流、交流差模开环电压增益、交流共模抑制比和单位增益带宽等参数并且使用液晶显示屏1602LCD显示。该系统主要由参数测试电路、继电器开关切换电路、AD转换电路、液晶显示电路、信号源产生电路、单片机控制器电路组成。实现了自动切换、精确测量以及显示的功能。测量电路采用国标823442GB运放测试电路，AD转换电路采用AD转换芯片2400LTC与真有效值转换芯片637AD共同搭建，信号源电路采用DDS芯片9851AD搭建，整个系统的核心控制器采用AVR系列单片机ATMEGA128。3．进度安排：（1）掌握集成运放测量电路、AD转换电路、继电器电路、液晶显示电路的原理及设计方法（第3~5周)；（2）掌握集成运放参数测试仪的原理和设计方法（第6~8周）；（3）掌握集成运放参数测试仪的参数设置（控制）模块的设计方法（第9~10周）；（4）系统硬件、软件设计（第11~13周）；（5）撰写毕业论文，答辩材料编写（14~15周）；集成运放参数测试仪4．指导老师意见：指导教师签名：年月日集成运放参数测试仪郑重声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本人签名：日期：集成运放参数测试仪目录摘要.................................................................................8Abstract...............................................................................91绪论................................................................................101.1集成运放参数测试概述..........................................................101.2集成运放参数测试仪的发展趋势..................................................101.3本次课题的任务和特点...........................................................112系统设计思想........................................................................112.1系统总体设计方案..............................................................112.2系统框图......................................................................122.3系统软件流程图................................................................122.3.1单位增益带宽测试子程序流程图.............................................122.3.2系统主程序流程图........................................................133系统各模块电路分析与论证............................................................143.1测量电路方案选择..............................................................143.1.1IOV、IOI电参数测试原理与测试原理图......................................143.1.2VDA电参数的测试原理与测试原理图.........................................163.1.3CMRK电参数的测试原理与测试原理.........................................173.1.4GBW电参数的测试原理与测试原理图.......................................183.2开关电路方案选择..............................................................183.3信号源方案选择.................................................................193.4交直流转换电路选择............................................................193.5AD转换电路选择................................................................193.6显示电路选择...................................................................204系统硬件实现.........................................................................204.1测试主电路.....................................................................204.2信号源电路.....................................................................224.3交直流电路与AD转换电路........................................................254.4液晶显示、键盘和单片机接口电路。...............................................265系统测试与改进.......................................................................285.1系统测试环境与准则............................................................285.2系统改进......................................................................285.2.1辅助运放输出电压为负....................................................285.2.2输入失调电压和输入失调电流对其他测试的影响..............................285.2.3单位增益带宽测试信号源说明..............................................285.3系统所用辅助运放要求..........................................................285.4测试结果.......................................................................29附录一：系统电路图....................................................................30集成运放参数测试仪附录二：芯片手册部分参数表.....................