增益可自动变换放大器课程设计

课 程 设 计 报 告 课程设计报告 （ 2012 — 2013 学年 第 二 学期） 课程名称： 课程设计 1 班 级： 电子（国）1101 班 学 号： 姓 名： 指导教师： 2013 年 5 月 课 程 设 计 报 告 - 1 - 课程设计题目： 增益可自动变换的放大器设计增益可自动变换的放大器设计 内容和要求： 一、一、 设计一个增益可自动变换的直流放大器。 1、输入信号为 0～1V 时，放大 3 倍；为 1V～2V 时，放大 2 倍；为 2V～3V 时，放大 1 倍；3V 以上放大 0.5 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 0.5、1、2、3 倍即可。 3、电源采用±5V 电源供电。 二、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。 课 程 设 计 报 告 - 2 - 第一部分：第一部分： 一、一、 设计一个增益可自动变换的直流放大器。 1、输入信号为 0～1V 时，放大 3 倍；为 1V～2V 时，放大 2 倍；为 2V～3V 时，放大 1 倍；3V 以上放大 0.5 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 0.5、 1、2、3 倍即可。 3、电源采用±5V 电源供电。 二、实验仪器和器材 主要器材：LM324，74LS138 译码器，若干电阻，74LS86， CD4066 74LS08，74LS04，数码管 课 程 设 计 报 告 - 3 - 三、实验原理，内容及步骤（包括实验原理、电路图、数据处理、实验结果等） 1、主要元器件的功能介绍 （1）LM324 四集成元算放大器 引脚图： LM324内含4个独立的高增益、频率补偿 的 运 算 放 大 器，既可接单电源使用(3～30V)，也可接双电源使用(± 1.5～±15v) ，驱动功耗低，可与TTL逻辑电路相容。而在该电路 中，LM324的作用是放大信号和电压比较。 （2）74LS138 引脚图： 课 程 设 计 报 告 - 4 - 74LS138 芯片功能表 74LS138 的八个输出引脚， 任 何时刻要么全为高电平 1—芯片 处于不工作状态，要么只有一个 为低电平 0，其余 7 个输出引脚 全为高电平 1。如果出现两个输 出引脚同时为 0 的情况，说明该 芯片已经损坏。 工作原理：当一个选通端（G1）为 高电平，另两个选通端（/(G2A)和 /(G2B)）为低电平时，可将地址端 （A、B、c）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。所以，74LS138电路在该 处的作用是将输出电压接入138的输入端，转化为高低电平的有用信号。 （3） CD4066 引脚图： CD4066是四双向模拟开关， 主要用作模拟 或数字信号的多路传输。CD4066由四个相互独立 的双向开关组成，每个开关有一个控制信号端， 开关可以相互独立地开断，互补影响。 功能表： 课 程 设 计 报 告 - 5 - 2、实验原理及设计图 （1）、各部分电路功能说明 通过三个电压比较器来选择放大器的放大倍数。 电压比 较器的反相端加一个固定电压做参考电压， 另一端加一 个待比较的信号电压。 当同相输入端电压高于反相输入 端时，输出端为高电平。当同相输入端电压低于反相输 入端时，输出端为低电平。用电阻分压来设定输入信号 为０～１Ｖ， １～２Ｖ， ２～３Ｖ及３Ｖ以上电压比较。 此处用一个 20K，三个 10K 电阻控制信号。 工作 情况： 经过电压比较器比较选择之后，将 Q2、Q1、Q0 的结 果输入给 74LS138 的地址线 C、B、A。然后通过 Y0、 Y6、Y4、Y7 输出。 输入 输出 Vi Q2 Q1 Q0 0~1 0 0 0 1~2 1 0 0 2~3 1 1 0 3 1 1 1 课 程 设 计 报 告 - 6 - 通过 74LS138 的 Y0、Y6、Y4、Y7 输出来控制 4066BD 模拟开关来对反馈电阻进行选择。 途中 74LS138 和 4066BD 之间的 74LS04 则是将 74LS138 的低电平有效转换为 4066BD 所选的高电平有效。 4066BD 四个输出端并联 30K，20K，10K，5.1K 四个反馈电阻 Rf，Ri=5K。 V0=-（Ri/Rf）*Vi. 最后通过数码管显示 0、1、2、3