TI 高精度设计是由TI 模拟产品专家创建的模拟解决方案。经验证的设计提供理论分析、器件选型、完整的印刷电路板（PCB）、可使用电路经测试过的性能。还讨论了满足可替代设计目标的电路修改。这个电路被设计为将低频噪声（0.1Hz 至10Hz）放大至可由示波器轻松测量的电平幅度。它采用一个0.1Hz二阶的高通滤波器和一个10Hz四阶的低通滤波器来实现这个功能。0.1Hz至10Hz 噪声测量是放大器数据手册中常见的关键参数。这个设计用于简化0.1Hz 至10Hz 噪声测量，常用于不同封装类型的运算放大器。

　　设计总结此设计要求如下：电源电压：+/-15V 直流，或+/-2.5V 直流?输入：噪声（nV） ，由放大器确定准确的幅度输出：噪声（mV） ，大到能在示波器上读出来?总增益：100dB，100，000V/V，滤波器增益：40dB，100V/VTable 1中总结了设计目标和性能。图示了此设计电路测试到滤波器的响应。

工作原理：这个电路的目的是将低频噪声放大至可被典型示波器测量到的电平幅度这个测量值是放大器数据手册中的常见关键参数。这些测量中采用的标准带宽为0.1Hz 至10Hz。很多高精度放大器大概有参考于输入噪声为100nVpp数量级的总噪声。这个电路的增益将设计为使得输出到示波器输入端的信号在10mVpp 或更大的值。请注意，当直接用BNC接头连接时，很多示波器分辨率可达到1mV/格的显示精度。此测试器件（DUT） 处于高增益工作状态，此时它是主要的噪声源，而级联滤波器电路内的噪声不是很明显。这个级联滤波器的目的是为了具有低噪声、精确的滤波器截止频率和精确的增益。低频噪声规格总是以DUT等效的输入噪声为参考。示波器测得的噪声为10mVpp。通过用输出噪声除以总增益计算得到RTI噪声。在这个示例中，总增益为100，000 （10 x 1，000），所以用输出噪声除以总增益得到RTI噪声（Vn-RTI = 10mV / 100，000 = 100nVpp）。

　　中显示这个设计电路更完整的原理图。第一级是在测试器件（DUT）。在这个器件上配有插槽以实现不同封装器件的轻松测试。跟随DUT 的三个级联电路组成一个0.1Hz（二阶）至10Hz（四阶）带通滤波器。目的是将OPA827 上的低频电压噪声放大至可由示波器容易读出的电平幅度。0.1Hz 至10Hz 的带宽选择是一个业界标准。

　　第一级–DUT这个电路的用途是测量运算放大器的低频噪声。第一级是我们希望测试的运算放大器，被称为测试器件（DUT）。如所示，DUT 是一个高增益（1000x）电路以确保其噪声是整个电路的主要噪声源，跟随的后级运放电路噪声可忽略。设置增益的并联电阻组合被选择为最大限度地减少电阻热噪声（Req = 100kΩ || 100Ω = 99.9Ω）。显示电阻和热噪声之间的关系。在这个电路中，由等效电阻Req = 99.9Ω产生的噪声大约为1.1nV。

　　第二级是一个增益为10 的高通滤波器。德州仪器（TI） 公司的软件工具Filter-pro? 可用来设计此类型滤波器。可选择一个二阶的Butterworth，Sallen-Key，高通滤波器等滤波器选用最大平坦幅度的Butterworth 频率响应Sallen-Key 拓扑结构被使用，这是因为它产生更多合理的器件值；也就是说，电容和电阻在可用的范围内，以选用低成本高精度器件。

　　第三级是增益为10 的10Hz 低通滤波器。此滤波器为一个二阶Butterworth 多反馈高通滤波器。Butterworth 频率响应被选为最大平坦幅度。多反馈拓扑结构被使用，这是因为它产生更多合理的器件值；也就是说，电容和电阻在可用的范围内，以选用低成本高精度器件。

　　第四级是一个增益为1 的10Hz 低通滤波器。它与第三级相似，但是增益为1。第三级和第四级的目标是创建一个4th阶低通滤波器。此滤波器被设计为一个二阶，Butterworth，多反馈，高通滤波器。Butterworth 频率响应被设计为最大平坦幅度。多反馈拓扑结构被使用，这是因为它产生更多合理的器件值；比如说，电容和电阻可选用有效的参数值，以实现低成本高精度器件选型。

　　家居照明控制系统的智能化主要体现在两大功能模块上，一个是智能调光装置，另一个就是光照度的检测、显示及补偿装置。下面主要就这两方面来介绍智能照明系统的硬件设计，但这里要特殊申明的是，由于各种原因在硬件的具体制作与实验方面，本人只制作了照度检测、显示及补偿的演示装置。

电源电路模块

　　本系统主要采用＋-12V电源和+5V电源， 如图所示：

复位电路模块

　　AT89S51的RST引脚为复位引脚，只要在RST引脚上出现两个机器周期以上的高电平，即可实现复位。本设计采用的是按键复位，如图3-2所示，当按下按键后，电容被短路，RST引脚就处于高电平，就可以达到复位的目的。

时钟信号电路模块

　　AT89S51单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡方式和外部振荡方式。内部振荡方式所得的时钟信号比较稳定。在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器（简称晶振），就构成了内部振荡方式。由于单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。内部振荡方式的外部电路如下图所示。图中，两个电容起稳定振荡频率、快速起振的作用，其电容值一般在20-30pF。晶振频率的典型值为6MHz或12MHz，设计中电容取30pF，晶振为12MHz。

主控制电路模块

　　本设计中单片机的各管脚的控制功能阐述如下： ⑴P0口是一组双向I/O端口，它分时提供低8位地址和8位双向数据。在设计中P0.0～P0.7接上发光二极管后与八个上拉电阻相连，用于模拟照度补偿。⑵P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。本设计中P1口与两个LED数码管相接，构成光照度显示部分。

　　P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。设计中，P2.2-P2.4用于外接A/D转换芯片，P2.0和P2.1用于三极管的驱动，P2.5用于采用PWM方式调光，P2.6和P2.7用于实现手动与自动切换及手动调光功能。 ⑷P3口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。在整个系统中，这8个引脚 还具有专门的第二功能。本设计中用到P3.0和P3.1作为串口输出，RXD与TXD与电平转换芯片MAX232相连，信号经过电平转换后在PC机连接，通过光照度监控系统对光照度进行计算机监控。具体见上图3-4所示。

数据采集及处理电路模块

　　本设计中选择光敏二极管作为光照检测元件，具体电路如图所示：

　　由图可知，为了将电流信号转换成电压信号，这里采用了反相比例运算。那么就可以得到1 m A /lx的灵敏度，对于灵敏度的分散性，可以用电位器R3进行调整。图中的电容的作用是将电灯光的明暗闪烁进行平均，使得输出不产生闪烁的现象，每lx的光产生的输入电流，即每lx的光就可以得到1 mV的输出电压。

ADC0832与单片机的接口电路模块

　　ADC0832的2脚与光照度传感器的输出电压outV相接，采用0通道输入，CS口与P2.4口相连，用于控制ADC0831的片选信号，低电平有效，7脚的CLK接在P2.3口，通过单片机为ADC0831输入时钟信号，5脚的DI选择通道控制与P2.5相连，6脚的串行口输出与P2.2相连，经A/D转换后的数字信号通过P2.2口输入单片机，由单片机进行处理。

　　当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK和DO/DI的电平可任意。当要进行A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持电平到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由单片机向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲，使用DI端输入通道功能选择数据信号。在第一个脉冲的下降沿之前DI端必须是高电平，表示启动信号。在第2、3个脉冲下降沿之前DI端输入2位数据用于选择通道功能。

显示电路模块

　　本设计采用LED动态显示方式，使用两个LED数码管进行显示，数码管是共阳极接法，分别显示个位和十位数据。a～h分别与P1口的八根I/O线相连，低电平有效，形成段选线多路复用，它们的公共端则由PNP型三极管8550控制。如果8550导通，则相应的数码管就可以亮，而如果8550截止，则对应的数码管就不能亮，8550是由P2.0，P2.1控制的，这样我们就可以通过控制P2.0、P2.1达到控制某个数码管亮或灭的目的。此外三极管还具有驱动作用，能够使数码管亮度加强。

照度补偿电路模块

　　通过数码管显示的电压值，能够反应出光照度的大小，因而就可以根据数码管的显示来进行照度补偿。本设计中利用8个发光二极管作为照度补偿的演示。

调光电路模块

　　本设计中采用PWM方式进行灯光调节，主要采用软件来实现。调光分智能调光和手动调光，通过P2.6和P2.7端口来控制。如图所示。

串行接口电路模块

　　为了使设计的电路更加智能化，能够与当今社会接轨，能够使人们随时地对光照度进行监控，本设计还设置了单片机与PC机的串行通信接口电路，为今后的网络化控制预留了空间。设计中采用单片机作为下位机，PC机作为上位机，利用MAX232作为电平转换来进行串行通讯。 MAX232是MAXIM公司生产的低功耗、单电源双RS232发送/接收器，MAX232芯片内部含有一个电容性电压发生器，可把输入的+ 5V 电源变换成为RS232 所需的±10V 电压，所以采用此芯片接口的串行通讯系统只要单一的+ 5V 电源即可。该芯片取用了16引脚的双列直插式封装。