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如图4所示，程控放大器电路主要由低噪声精密运放OP27和8选1模拟开关MAX308组成。OP27是低噪声、精密运算放大器，失调电压为25μV且最大漂移为0．6μV／℃，非常适合于精密仪表应用。在10 Hz下，低噪声、低噪声转折频率以及高增益这些特性，使其能对低电平的信号进行精密的高增益放大。8 MHz的增益带宽积和2．8 V／μs的转换速率，使该放大器在高速数据采集系统中保持极好的动态精度。程控放大器单位增益时，带宽要求为100 kHz，OP27是能够满足的。MAX308的输入输出范围达-10～+10 V，导通电阻小于100 Ω，导通电阻一致性小于3Ω，可以满足系统需求。为节省I／O口，控制信号由MC74HC595进行串行／并行转换后再实现MAX308的开关切换，进而完成信号增益的调节。电阻选用RJJ型精密小型金属膜电阻，精度为±0．5％，温漂系数为±50×10-6／℃。
在图4的电路中，通过软件控制开关的闭合或断开，用于选择不同反馈电阻来改变电路的增益。但该方法的缺点也是显而易见的：由于切换开关与反馈电阻串联，开关的导通电阻将影响放大器的增益。考虑到速度和精度的要求，取输入电阻Rin=10kΩ，对应于8个档位0．1、0，5、1、2、5、10、20、50的反馈电阻Rf分别为1 kΩ、5 kΩ、10 kΩ、20 kΩ、50 kΩ、100 kΩ、200 kΩ、500 kΩ。

3 系统软件设计
根据设计需求，软件部分要求：
①控制器电路支持TCP／IP协议的以太网通信；
②通过网页浏览器或上位机数据控制软件登录程控信号调理系统，并对滤波器参数和放大器增益进行查看、修改和保存。
运行于ATmega128之上的嵌入式软件是基于RTOSNut／OS的嵌入式以太网应用设计，应用程序的核心任务是实现以太网通信并解析指令实现对后续硬件电路的控制。应用程序包含了两个线程：一个是主线程(即TCP服务器端线程)，另一个是放大器参数群设置线程。在Nut／OS中这两个线程被设置成相同的优先级。

主线程程序流程如图5所示。主线程首先进行CPUI／O端口配置、定时器T2模式设置，以及IP、MAC、Mask和Gateway配置，恢复CPU掉电前程控放大器的放大倍数和程控滤波器的滤波参数，在创建放大器参数设置线程后将进入TCP，Socket服务器端程序，并开始侦听TCPSocket客户端引入的连接，在接收到客户端发出的指令后将执行相应的动作。WrAmp字符串为放大器的放大倍数指令，可用于设置放大器的放大倍数；RAAmp指令用于从EEPROM中获取放大器参数并发往客户端；SetMX用于从指令中获取滤波参数值；q[uit]用于断开连接。

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关键词： 理系 调理 信号 远程控制 以太网