项目介绍
使用ADALP2000模拟套件中的器件实现对信号幅度为：0.1mVpp到1Vpp，信号频率：100Hz到16KHz范围内的音频信号进行采集；
ADC采用套件中的AD7920，转换率设定为96ksps，为其设计一个带通滤波器，设计合适的截止频率。
供电使用套件中的MircoUSB适配器通过USB给面包板供电。
模拟开关可以使用MOS管搭建，并尝试将完成前端调理的信号，经过一个隔直电容从3.5mm接口输出
设计电路并使用LTSpice或者CircutJS对电路进行仿真
对设计的电路进行测试
如果可以使用单片机将ADC采集到的数据波形显示出来
项目实现情况 模拟电路设计
本次设计的电路参考ADI官网的音频放大电路设计，原有原理图如图所示
在保留原有电路的主体结构的基础上，删除了放大电路后的音频驱动电路，调整了运放的反馈电路电阻值以及电路中的电容值，增加低通滤波电路，通过修改和添加部分器件实现题目中要求的电路的增益和滤波要求。
图中的信号输入器件为麦克风，由于ADC为单电源供电，其电压量程在0V以上，所以需要对输入信号进行直流偏置，使信号可以完整的出现在ADC的量程范围内，图中R2，R3实现对输入信号直流偏置。
原电路中的R1、C1、R2、R3组成的高通滤波器的截止频率为2.8Hz，电阻R2与R3并联，并于R1串联，更换R1的是参考其他的原理图设计，现在，四个元件中只有C1值未知，根据RC高通滤波器的特征频率计算公式f=1/2ΠRC，以及套件内的提供的电容的值，在仿真电路中通过组合的方式，可以试出C1的电容值为147nF，其截止频率在100Hz附近。仿真结果如图所示。
由于AD7920是一颗12bit的ADC，分辨率为4096位，而要求的信号幅度为0.1mVpp到1Vpp，最大值为最小值的比值10000，在ADC的量程内无法同时对最大值与最小值进行测量，通过不同的信号放大比来实现对不同范围内信号的采样和辨识以满足题目的要求。
USB的供电电压为5V，更具电流源保护原则，ADC的供电电压选择为5V，AD7920为单电源ADC，所以其量程为0~5V，其分辨率为4096，1LSB的电压值为1.2mV，0.1mVpp的信号至少要放大12倍，才能够倍ADC测量。另外，最大信号为1Vpp，为了尽可能利用ADC的量程优势，选择合适信号放大比。
结合套件中可选的电阻值，确定图中R5为2.2kΩ，R4为940Ω，R7为100Ω，图中使用NMOS管作为切换放大电路放大系数的开关，实现3.4倍和24倍放大比之间的切换。
3.4倍放大，1Vpp的仿真结果如图所示。
24倍放大，0.1mVpp的仿真结果如图所示。
在运放的输出端，R6和C3构成一个RC低通滤波器，结合输入端的高通滤波器，使得系统具有带通滤波的功能。设定低通滤波器的截止频率为16KHz，确定R6为200Ω，C3为100nF。系统的频域仿真结果如图所示。
电路的搭建和测试
电路中所用到的元件摆放位置如图所示
依据电路设计对其进行连接后的测试电路如下图：
电路连接完毕后，对各个测试点的状态进行检测判断，以0V、1Vpp的1295Hz的正弦信号(放大系数3.4)、1mVpp的1295Hz的正弦信号(放大系数24)，判断电路的运行状态。1295Hz为整个电路滤波带框的中心频率，计算公式为fC=。同时，对50Hz、截止频率(100HZ和16KHZ)、中心频率1/2采样率(48KHz)、采样率(96KHz)的信号进行测试(由于电源纹波的问题没有解决，在测试中仅对700mVpp的信号进行测试机)。
供电测试点
供电测试点的测试结果下：
直流偏置输出点
0V：
1Vpp的1295Hz的正弦信号(放大系数3.4)：
1mVpp的1295Hz的正弦信号(放大系数24)：
运放输出测试点
0V：
1Vpp的1295Hz的正弦信号(放大系数3.4)：
1mVpp的1295Hz的正弦信号(放大系数24)：
不同频率的测试结果(信号幅度为700mVpp)
50Hz信号：
下截止频率(100Hz)
中心频率(1259Hz)
上截止频率(16KHz)
1/2采样率(48KHz)
采样率(96KHz)
测试结果
结合上述结果，由于直接使用USB的电源输出直接对整个电路进行供电，电路上时钟存在60mV~80mV的电源纹波，给系统带来了极大的噪声，无法对小信号进行辨识，对于大信号也带来了干扰，造成系统测量精度的下降。
项目总结
对照项目的要求，目前实现：
电路的设计(其实是修改)和仿真
滤波器的设计，虽然满足截止频率，但是带外的衰减速度慢，性能差；
ADC采样部分，虽然按照实验操作是可以的，但是在整体电路中，使用逻辑分析仪无法读取ADC的转换数据，具体原因不明；
使用MOS管搭建了运放放大倍数的切换电路；
项目改进
首先要解决电源的供电问题，减少电源纹波对电路的影响；
修改滤波器的设计，提高其带外信号的衰减速率
增加信号输出电路、将接受到的音频输出到喇叭等外设
检查ADC采样的问题，实现单片机对ADC数据的读取和传输。
感想
由于自身在模拟电路方面的知识不足和时间问题，导致自己无法对电路进行复杂的分析，只能通过查找网上的资料和修改已有电路来进行，导致无法对电路进行优化，做该项目很吃力。
幸好ADI的官网有类似的示例电路，结合查找到的资料，在认识到电路中各部分的功能后，对电路进行拆解，组合成满足基本要求的电路。
做完项目，书本上的知识转换成实际的电路，并能够实现一定的功能，确实是一件值得开心的事，通过简单的几个实验，马上就能理解电子元件的使用，比通过实现现象加深对电子器件工作原理的理解。
学习该课程后，我对过去在学习过程不懂的东西有了更深的认识，通过在网上搜索资料，找到了ADI出品的很多仿真实验和配套的仿真文件，易于理解和上手。同时，杨建国老师出品的《新概念模拟电路》确实是一本不可多得的好书，可以帮助学生加深对知识的理解。
同时，我认为能够顺畅阅读英文、查找足够的信息、从信息中辨别出有限的部分、认识自身的不足是学习过程中十分必要的能力，很感谢硬禾学堂联合得捷电子举行的这个活动，提供了一个不错的学习平台，简捷明了的说明了各部分知识的核心点，辅以一些仿真和实物操作来加深对于知识的理解，锻炼了学生快速学习知识、上手仿真和实验，通过课后的大量的文献的阅读提高学生查找信息和筛选信息的能力。
