增益可自动变换放大器的设计与实现

1、-作者xxxx-日期xxxx增益可自动变换放大器的设计与实现【精品文档】增益可自动变换放大器的设计与实现一、 设计任务及指标：设计一个增益可自动变换的交流放大器。1、放大器增益可在1倍 2倍 3倍 4倍四档间巡回切换，切换频率为1Hz；2、对指定的任意一种增益进行选择和保持，保持后可返回巡回状态;3、通过数码管显示当前放大电路的放大倍数，用0、1、2、3分别表示1、2、3、4倍即可。4、电源采用5V电源供电。二、 设计原理以及内容：1、 时钟产生电路： 利用555电路组成多谐振荡器，管脚3输出所产生的时钟信号，其频率计算公式为： F=1/T=1.44/C1（R1+2R2）令C1=10uF,R1

2、=R2,则带入公式可求：R1=R2=48k ohm 在multisim里所组成的电路图如左：2、 序列产生电路：用74LS161构成四位加法计数器采用异步清零法，产生QD QC QB QA :0000-0001-0010-0011-0000 序列，使得增益循环变换。将QC通过非门接到CLR段，当QC为1时，计数器异步清零。 3、 译码电路：将74LS161的四个状态进行译码,1Y0到1Y3输出端分别是对增益1到4倍的选择4、 选择保持电路：手动实现4个增益状态的选择：J3J2J1增益00010121031141自动控制将74LS161的使能端与J3、U6A的使能端连接，并通过非门连到U4A的使

3、能端，当J3为高电平的时候，74LS161与U4A工作，实现增益的自动变换；当J3接地的时候，U6A工作，实现增益的选择与保持。5、数码管显示电路： 1）由于74LS139工作时输出低电平，不工作时输出高电平，所以将两个74LS139的输出端分别与非，使工作时ABCD输出高电平。 2）连接到数码管：A B C Da b c d显示100000000010000011001000102000100113由上表可知：a=b=0c:CDAB0001111000X1X1010XXX11XXXX100XXX c= = d:CDAB0001111000X1X0011XXX11XXXX100XXX d= =

4、 所以把a,b接地，用两个或非门实现c,d的连接。可得右图：三、 仿真模拟。 将此部分与增益调节部分（朱珈娴同学负责部分）综合可得总实验图如下：仿真结果：1） 自动增益调节结果：2） 手动增益为1时：3） 手动增益为2时：4） 手动增益为3时：5） 手动增益为4时：四、 硬件连接及测试结果：（1） 完成电板如下：（2）信号输出截图（黄线为输入，蓝线为输出）：（a） 自动增益循环（J3=1）:（b） 手动增益为1时（J3=0，J2J1=00，数码管显示为0）：（c） 手动增益为2时（J3=0，J2J1=01，数码管显示为1）：（d） 手动增益为3时（J3=0，J2J1=10,数码管显示为2）：（

5、e） 手动增益为4时（J3=0，J2J1=11，数码管显示为3）：五、 误差分析由于555电路产生的1HZ频率与实际函数信号发生器产生的频率有微小的差距不能完全相等，在自动增益过程中，使得由增益四倍变为一倍的时候，有小幅度失真。此外，输入的交流信号过大或过小都容易使得输出信号失真，经调试，输入信号幅度在80mVpp时，输出信号基本不失真。六各主要集成芯片介绍(1) NE555它是一种广泛应用于数字电路中的集成定时器，各管脚功能如下：（2）74LS161 它是一种四位二进制同步加法计数器，各管脚功能如下：（3）74LS139 它是2-4译码器，各管脚功能如下：（4）74LS04 它是六非门，各管

6、脚功能如下：（5）74LS48：(6)SM4205它是共阴极八段数码管，各管脚功能如下：（7）LM324 它是带有真差动输入的四运算放大器，各管脚功能如下：（8）CC4066 它是双向模拟开关，各管脚功能如下：六、 小结本次设计将模电与数电知识相结合，这是之前实验没有碰到过的，所以思路开始并不是很开阔。通过大量的查阅资料之后，发现之前自己很多想法的可行之处，所以才开始大胆地着手电路设计，当然设计及调试的过程并不是一帆风顺的，主要有以下几点：1. 设计电路前各部分功能电路设计并不困难，主要是如何将它们连接到一起，所以在用MULTISIM画电路图之前，利用网络资源查找相应芯片的功能表，管脚图显得尤

7、为重要。2. 在电路调试过程中，由于4066自身有一定的内阻，使得放大倍数存在一定的误差，不过相对于采用的电阻来说，内阻影响并不是很大，但是由于其电源电压选择不当及试验箱电源电压不准确，使得芯片一直不工作，花费了我几个晚上的时间才调试成功，最后通过使VEE端悬空，才使得芯片正常工作。3. 电路正常工作以后，波形失真非常严重，经过几天的调试，发现使输入电压稳定在80mVpp左右时，失真消失。4. 由于之前实验没有自己连接过数码管，在领取器件的时候只领取了单一的数码管，回去连电路的时候手足无措，查阅资料之后才知道需要一个驱动芯片才能实验数码管的显示，经过筛选之后，选择了74LS48作为驱动芯片。通

8、过这次课程设计我深深感受到实践的重要性，电路仿真很容易实现，但是真正连接好电路调试的时候就不是那么容易了，理论上没错的电路，由于器件电阻及工作电压问题，常常使电路不能正常工作，需要一步步利用万用表等工具细心检查，不放过每一个细节。当然这次实验调试我就花了3个晚上和2个下午，开始时，波形不能正常显示，看到密密麻麻的电路，开始静不下心来检查，最后还是坚持了下去，不过让我最郁闷的是，面包板有大半部分短路，给调试带来了很多不必要的麻烦。这次的课程设计的完成是我们组四位员共同努力地结果，我十分感谢各位组员的积极配合及各位老师的耐心指导。七、 参考文献 Digital Fundamentals,Ninth Edit