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TI DAC8802程控模块 程控放大与与衰减模块(含STM32 SPI控制程序)

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本模块的核心部分是由一片14位双通道串行接口乘法数模转换器DAC8802芯片组成的程控放大和衰减部分,这部分中的DAC8802芯片通过内部SSI总线与STM32F103ZET6内部的SPI实现通信,由STM32F103ZET6经SPI传输的CODE值决定放大或者衰减的幅值。另外,还可以选择外部信号或者程控放大衰减获得的信号作为输入,经过TPA2005D芯片得到音频输出信号,并通过喇叭外放。本模块主要结构框图如下:

外部信号在进入程控放大或者程控衰减前,需要先滤除无用的高频杂波,故该模块设计了一个截至频率为25KHZ的二阶低通滤波器滤波。如图3-9,该低通滤波器滤波由两节RC滤波电路和同相比例运算电路组成,在运放输出端与运放同相输入端之间通过电容C8引入一个正反馈。在不同的频段,反馈的作用效果也有很大的不同:当信号频率f<<fp时(fp为截止频率),由于C8的容抗很大,反馈信号很弱,因而对电压放大倍数的影响也很小,可以得到该低通滤波器的通带电压增益为:

A0为通带电压增益,Av为同相比例放大电路的电压增益;当信号频率f>>fp时(fp为截止频率),虽然C8的容抗很小,但由于C6的容抗很小,使得集成运放同相输入端的信号也很小,输出电压必然也很小。所以,只允许低频率信号通过。

该模块需要的是一个截止频率为25KHZ的低通滤波器,故取R1=R2=10K,R4=300K,R5=30K,C6=450pF,C8=300pF,通带电压增益为2。

图3-10 程控放大衰减模块部分电路原理图

如图3-10,由低通滤波器滤波输出后,信号通过P8或者P10进入14位双通道串行接口乘法数模转换器DAC8802芯片内。DAC8802芯片内部有一个倒T型电阻网络,如图3-11,通过输入数码Di对模拟开关S0至S13进行控制,当Di=0时,Si接地;当Di=1时,Si接运放的反相端,从而实现对运放反相端的输入电流进行控制,则运放方向端输入的总电流为:

实现了输入信号的衰减,衰减倍数取决于编码Code大小。

图3-11 DAC8802芯片内部原理和外部连接图

如果将输入信号接至图3-13中的反馈电阻RFB端,运放输出和反馈接至VREF端,可得:

实现了输入信号的放大,放大倍数取决于编码Code大小。

如图3-10,可调节电位器R6来改变P2处的电压大小,并由STM32F103ZET6的ADC采样P2处的电压,并计算出Code值的大小,由SPI通信发送给芯片DAC8802,以此实现了放大和衰减的可程控。

完成放大或者衰减后,信号由P7或者P11输出,经过P9进入ADC驱动电路。这个ADC驱动电路主要是给放大或者衰减后的信号提供一个直流偏置电压,把负半轴的电压抬高到零以上,供STM32F103ZET6的ADC采样,便于求得放大或者衰减后信号的峰峰值。该电路选用了轨到轨运放TLV2372搭建而成,并采用了±5V的双电源供电,提供了1.5625V偏置电压,输出电压最高可达10V。

电路相关文件

电路图文件
程控模块原理图pcb.7z
描述:包含原理图和PCB文件
源代码
程控模块源代码.7z
描述:基于STM32F103ZET6 源代码
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发布于 2017 年 05 月 17日
更新于 2017 年 10 月 18日
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