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文档简介

5.7可编程放大器一 实验目的1 熟悉各类放大器的基本计算与设计2 掌握用逻辑电路控制放大器增益的方法二 实验原理1 可变增益放大器分类(1)普通放大器实现增益可变的方式如图5-7-1所示,这是一个典型的通过改变反馈电阻大小而实现增益可变的放大电路。其增益可在1100之间改变。(2)采用模拟电子开关实现增益可变如图5-7-2所示一组模拟开关在控制信号作用,每次只有一个开关接通,这样就实现了反馈电阻可变的目的,最终实现了增益的改变。(3)电压控制增益可变增益放大器如图5-7-3所示,改变场效应管的控制电压,其DS间电阻也随之变化,故反馈量产生变化,最终增益实现了改变。以上三种类型,都能实现增益可调,(2)和(3)中都是源于(1)而加以改进的。后两种更有利于实现可编程增益控制。我们以(2)类为范例,讨论如何设计可编程放大器。2 可编程放大器及其设计方法我们采用模拟电子开关实现增益可调,每档分别取、1、5、10、50和100共七档。如图5-7-4所示。这是一个典型的反相放大器,元件的阻值就是按以上要求选取。CD4051B为一个8选1模拟开关,这里只用了七路。通过控制端的数码组合,选择相应的电阻接入回路。电源电压选择+5V,是为了与控制信号TTL电平兼容。如果要使放大器具有较好的宽带,运放的性能很重要。这一部分主要为增益控制级,基本完成。下面,我们来分析一下要完成一个简单实用的放大器,还应具备哪些相应的电路。为了保证增益级的变化不对前后级相应电路产生影响,一般应增加前后两级隔离电路。最后一级输出级,采用固定增益,一般后可接各类驱动电路。复杂的控制可由微处理器芯片完成,这里采用手动控制,可有两种方案,一种为循环式,一种为直接选择式。我们才较简单的循环式,仅需一个单脉冲发生器和计数器即可实现。图5-7-5为其实现原理框图。图5-7-6就是按上述思路完成的可编程增益放大器。此电路通常适用于各类测量电路中,为了保证增益的准确性,实际使用时相关元器件按使用要求选定,与增益有关的电阻元件误差应小于1%,电路中应有调零电路。图中其它部分设计比较简单,这里就不再详述。图中运放为TL084四运放,也可用CA3140单运放四只替代。性能差不多,可查阅相关手册。电路中3只LD用于指示状态,应注意选用有一定驱动能力的芯片带动。否则可能亮度不够。计数通过一个开关给出,通过计数器编码,实现循环增益可调控制。三 设计任务1 预习要求(1) 熟悉可编程放大器原理,参阅相关资料(2) 熟悉常用数字集成电路的应用(3) 设计出一类似的可编程放大器,并写出设计计算过程,制订调试步骤2 设计要求(1) 设计一可编程放大器,其增益可变为0.01、0.1、1、5、10、50、100倍,带宽不低于20KHz,可参考图5-7-6,负载RL=10K(2) 在上面要求基础上,实现增益直接给定。四 调试步骤1 先调试控制部分,正常后,再调放大回路。2 调试过程中,要注意元件值可能要根据实际情况做些调整。五 提示技术要求中(2)项,考虑直接置数的方法,应有三个拨动开关或用无锁定按钮加单脉冲电路实现。六 实验报告要求1 技术指标2 电路工作原理框图3 电路设计过程4 电路调试过程及参数测试,应能达到设计要求5 最终完成的电路图6 设计中存在的问题以及改进的方法七 思考题1 如果希望实现连续可调,可采取哪些办法?举例说明。2 如何利用单片机实现可编程?八 仪器与器件1 仪器设备双

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