增益可自动变换放大器

1、课程设计报告（ 2008 2009学年第二学期）课程名称：电子技术课程设计班级：电子0703学号：姓名：指导教师：2009年 6月课程设计题目：增益可自动变换的放大器内容和要求：一、实验内容（一）设计一个增益可自动变换的直流放大器。1、输入信号为01V时，放大3倍；为1V2V时，放大2倍；为2V3V时，放大1倍；3V以上放大倍；2、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倍即可。3、电源采用±5V电源供电。（二）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

2、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、实验要求1放大器的电压增益由反馈电阻控制，因此只要改变反馈电阻就能切换不同的增益范围。2增益的自动切换，可通过译码器输出信号，控制模拟开关来实现不同反馈电阻的接入；3、对某一种增益的选择、保持通常由芯片的地址输入和使能端控制；在进行巡回检测时，其增益的切换频率由时钟脉冲决定。设计内容（原理图以及相关说明、调试过程、结果）设计一：增益可自动变换的直流放大器实验器材：LM324，74138译码器，若干电阻，LM339，CD4066 74LS0

3、0，74LS04，LED数码管元器件原理： 1、LM339CD4532是优先编码器，根据功能表知，该译码器有八个输入端，三个输出端。其输入与输出均以高电平为有效电平。输入的优先级别的次序依次是I7, I6 . I03、CD40664066四双向模拟开关, 4、7413874138是3线-8线译码器，输出低电平有效。 5、LM324：四集成运算放大器实验原理及设计图（一）1、用三个电压比较器进行电压选择。电压比较器用电阻分压来设定输入信号为1V2V， 2V3V， 3V以上。第一个电压比较器的参考电压用2K，3K的电阻进行分压，若同相端输入信号电压大于3V，输出高电位，反之，输出低电位。同理，二三

4、的参考电压同样用电阻分压，分别得到参考电压2V，1V。2、通过调节滑动变阻器控制信号输入，使得输入信号范围分别为01V，1V2V, 2V3V,3V以上。(二)经过电压比较器后，不同范围的电压信号，对应唯一的地址码，在通过74138译码器，将每一个唯一地址码转换成有用信号。根据74138的功能，000，001，011，111分别通过Y0，Y1，Y3，Y7输出。（三）1、74138输出低电平有效，而CD4066双向模拟开关高电平有效，故经过7400反向转换器来利用74138控制模拟开关，实现自动控制开关，使增益的自动切换。2、放大器的电压增益由反馈电阻控制，因此只要改变反馈电阻就能切换不同的增益，

5、用LM324运算放大器实现电压增益，如图，第一个运放实现了反向放大。Vo=-(Ri/ Rf)*Vi 其中Ri=10KW第二个LM实现的增益为-1的反向电路，使整体的增益为正。（四）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倍即可。a=b=0;d=;c=,则使用两个或非逻辑门实现数码管的计数。增益可自动变换的直流放大器总图：检验设计图是否正确，利用万用表观察电压增益显示的现象：其中XMM1为输入电压信号。XMM2为增益后电压信号。输入信号：01V,增益 3输入信号1V2V，增益 2 输入信号2V3V，增益 1设计二：增益可自动变换的交流放大器实验元器件：555，7

6、4LS161，7420，开关，若干电容，电阻。 1、555555定时器是一种应用广泛的集成电路，它将模拟和数字电路集成在同一片硅片上，用于脉冲信号的产生、波形的变换和整形，定时、检测、控制等领域。2、74LS16174161同步四位二进制计数器，实现增益循环。 实验原理及设计图：（一） 利用555设置时钟发生电路，根据取C2=10，R1=R2,根据计算R1=R2=47K。使得产生f=1HZ的频率。（二）使得增益循环变换，使用74LS161构成四进制计数器。采用异步清零法。状态图：00000001001000110100（三）用74LS138将四个循环状态进行译码，使得四个循环状态对应唯一的地址

7、码。（四）手动开关控制，用两个双刀双掷开关和一个单刀开关来实现。要实现四个状态的增益，我们可以设定：因此，当开关J2闭合，我们选择手动控制增益，当开关J2断开，停止手动实现自动。（五）1、对某一种增益的选择、保持通常由芯片的地址输入和使能端控制，手动的四种状态通过一四输入与非门和一反相器与74LS161和74LS138的使能相连，即只要手动处于工作状态，则经过反相器后输出0，74LS161的EPT、ENT，74LS138的G1均置0.两芯片不工作，在组合电路中保持原状态不改变2、无论手动还是自动都要实现增益的变化，因此，手动与自动的同一状态一一通过一与非门，使有效状态为高电平可通过模拟开关CD

8、4066。（六）倍率的变化由反馈电阻来实现。利用反相放大器得增益Vo=-(Ri/ Rf)*Vi放大倍率R12=10K反馈电阻（1）增益110K-1220K-2330K-3440K-4由于增益为负，需要经过一增益为-1的反馈网络。则经过第二个放大器。（七）可得到卡诺D=acC=ab总实验图：仿真波形：自动换挡波形报告小结通过两个星期的实验，我体会到了完成一份设计的成就感，但是更多的还是一种充实的感觉，我们这次所设计的实验，对我们的考验很大，在整个设计的过程中，我觉得理清自己的设计思路是非常重要的。刚刚接触这个设计的时候，我可以说对设计一个增益可自动变换的直流放大器毫无概念，更不用说再去设计一个增益可自动变换的交流放大器，毕竟模电今年刚刚接触，而数电的学习也快要忘的差不多了，所有的一切好像都得重头再来！拿到实验设计的课题时，我只能大概的理解着看这个实验，好多的东西像零星的记忆碎片，都不能拼凑在一起，我纠结很久后认清一个事实，你的知识掌握的还不牢固，不能清晰就必须得尽自己的全力弄清晰，所以我从放大和增益入手，从最基本的开始。我我发现自己很多的数电的知识已经忘记了，所以从开始就开始看数电，了解了74138是二进制译码器，该译码器有3位二进制输入，它们共有8种状态的组合，输出为低电平有效由于