集成运放参数测试仪设计方案

图4-6-1 Tr示意图

五、电路图及有关设计文件
（一）电源电路：
为了保证足够的电源供应，我们制作了一个有±5V、±12V、±15V、0~30V可调的电压源。 图5-1-1、图5-1-2是原理图

图5-1-1 电源电路

图5-1-2 电源电路

（二）单片机、FPGA系统板电路：

图5-2-1 单片机、FPGA系统图 　　

SPCE061A单片机与FPGA为基本系统。数控部分采用SPCE061A同FPGA相结合，61单片机内置有32K Flash 存储和2K的RAM、8通道的10位A/D、10位D/A。我们用VHDL为FPGA编写了一个的总线控制器扩展SPCE061A的I/O端口。

（三）测量电路

图5-3-1 测量电路原理图

（四）精密整流电路
　　Vo1=0 (Vi)
　　Vo1=-Vi (Vi>＝ 0) (1)
　　运放二构成反相加法器，其输入为Vi和Vo1,所以有
　　Vo=-Vi-2Vo1 （2）
　　将其带入式(1)中有：
　　Vo1=-Vi (Vi)
　　Vo1=+Vi (Vi >＝0)

图5-4-1 精密整流电路原理图

（五）低通滤波电路
我们在这里设计了个 =30Hz 的有源低通滤波电路。并通过继电器控制它的通断，我们把 设计在30HZ主要是保护5HZ的信号不被衰减，也可以让50HZ及以上的干扰信号进行衰减。图2-2-6这些电路我们都是用Muilisim2001 软件进行严格的仿真及论证。在1~5ZH信号是960mV ,50Hz的信号是187mV（输入的交流信号在1V）

图5-5-1 低通滤波原理图

图5-5-2 5HZ低通滤波电路仿真图
六 、系统测试　　测量环境 ： 24℃
　　日 期 ： 2005年9月10日
　　测试仪器 ： 电源：WD990
　　　　　　　　示波器 TDS2012
　　　　　　　　信号发生器 GFG-8255A
　　　　　　　　数字万用表 FLUKE175
　　　　　　　　失真度测量仪 ZQ4126
　　　　　　　　交流毫伏表 HG2170
　　　　　 PC P41.7G 128M内存
　　　　　　　　仿真器：SPCE061A PROBE；EL EDA 　　测试数据: 表 6-1测试数据

抗干扰措施：
　　系统要测量信号非常微弱，最小数量级可达PA级，增益高，非常容易受干扰和产生自激。因此抗干扰措施必须做的很好，才能避免自激，减小噪声，提高测量精确度。通过理论分析和实验，我们采用下述方法减小干扰，避免自激。
　　1．将系统测量电路放入屏蔽盒中进行电磁屏蔽，避免空间高频电磁干扰，和工频干扰。
　　2．模数隔离。由于数字电路有非常大的高频对地干扰，非常容易对模拟电路产生影响。在电路板制作中我们采用了模拟地数字地一点接地。
　　3．由于主测量电路工作在高增益状态下，极易产生自激，使得测量无法进行。为消除自激，我们对辅助运放加上相位矫正网络，在靠近两运放处对正负供电进行电源去耦。去耦电容采用一大一小：大的选用漏电流较小的钅旦电解电容，小的采用具有优良高频特性的cbb电容。这些有效的保证了电路的稳定。
　　4．电源隔离。由于系统要有 供电，其中继电器的开关噪声非常大，实际示波器测量可看到瞬间峰值可达1V，我们采用了完全的独立电源供电，有效减小对主测量电路的影响。

七、结论
　　基本完成了系统基本及发挥部分的要求，在某些方面性能有极大的提高，大大超过了要求。但由于时间紧张等原因，整个系统还存在着设计简陋，测量精度不是很高等问题。由于系统采用了模块化设计，系统还有很大的升级扩展空间。经过进一步的完善，完全可以应用于实际测量中。

参考文献：
　　1 电子电路设计与实践. 姚福安编著. 山东省科学技术出版社.2001
　　2 MCS-51单片微型计算机原理与接口技术. 东北大学出版社.1994
　　3 全国大学生电子设计竞赛组委会. 第四届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编.
　　4 凌阳16位单片机基础原理与应用. 北航出版社
　　5 计算机控制系统. 机械工业出版社
　　6 电子系统设计. 浙江大学出版社
　　7模拟集成电路应用. 山东大学出版社
　　8 VHDL数字电路设计应用实践教程. 机械工业出版社
　　9 FPGA设计及应用. 西安电子科技大学出版社
　　10 VC++6.0应用设计及提高 电子工业出版社