自动增益控制放大器

摘要：本自动增益控制放大器系统以MSP430G2553为核心，由TLC085实现前

级放大，由单片机按键或自动控制DAC7811结合TLC085实现对末级增益控制，可观察AGC电压。整个系统使用+5V单电源供电，使用LP2950-33稳压管转+3.3V给单片机MSP430G2553 Launchpad供电。

关键词： MSP430G2553 DAC7811 自动增益控制 单电源供电

一、方案设计

1.1 方案设计与比较 1.1.1 电源部分的设计

方案一： 利用电阻分压得到3.3V，实现简单，但是会引来额外功耗，且不稳定。 方案二：利用LP2950-33芯片稳压得到3.3V，稳压效果好，系统稳定性好。 题目提供LP2950-33芯片，实现方便，所以采用方案二。 1.1.2 前级放大器部分的设计

本题仅仅提供了TLC085一种运放，故采用其作为前级放大，放大器增益要求最大40dB。 放大器增益可控范围在输入信号频率为10KHz时大于35dB，因此在该级放大5dB。

1.1.3 末级自动增益控制的设计

方案一：采用AD603来实现自动增益控制电路。AD603是低噪、90MHz带宽增益可调的集成运放，如增益用分贝表示，则增益与控制电压成线性关系。改变管脚间的连接电阻，可使增益处在上述范围内。

方案二：利用单片机MSP430G2553内部ADC10采集放大信号的峰峰值，根据其大小控制DAC7811，从而控制TLC085的放大倍数，此可以实现自动增益控制。也可通过键盘显示器手动控制。实现简单可靠，根据题目要求，采用此方案。 1.1.4 AGC电压的生成

单片机MSP430G2553按照放大倍数生成对应的PWM波，再经过低通滤波，生成直流电平，该直流电平与放大器的放大倍数成正比，同时与放大器输出峰峰值成正比。

二、硬件电路设计

2.1 系统框图

本系统主要有稳压模块、前级放大器模块、次级增益自动控制模块3个部分组成。

图2-1 系统框图

2.1.1稳压电路设计

根据LP2950的芯片资料可以很容易得出下图的电压转换电路，电容C1的选择是在芯片资料给的最小2.2uF的基础上，通过面包板实验得到的比较合适的取值。

图2-2 3.3v稳压电路

2.1.2 前级放大器设计

图2-3 前级放大器

如图所示，根据题目要求，选择前级放大倍数为2，R2/R1=2，由于单电源供电，为保证不失真，利用电阻分压，产生2.5V的“模拟地”，并用电容进行滤波，保证系统稳定性。

2.1.3 自动增益控制放大电路设计

图2-4 自动增益控制放大电路

三、软件设计

软件系统主要实现ADC10对输入信号的采集，对DAC7811的控制，对键盘显示控制。流程图如下：

四、系统功能测试及整体指标

1、测试数据

AGC电压测量

2、性能评估

由测试数据可以看出做出的作品满足以下指标： (1)放大器频率范围：1KHz-60KHz； (2)放大器增益：40dB；

(3)放大器增益可控范围：输入信号频率为10KHz，大于35dB；

(4)可观察AGC电压 ：输出模拟直流电压，此电压随放大器的输出同步变化， 看到变化规律。

五、结论

通过对该系统的设计，我们对自动增益控制放大有了更深的了解，对于运放的单电源供电以及数字地与模拟地的