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 01 0 0 0 12 1 0 0 23 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,Ri5K。 V0-(Ri/Rf)*Vi. 最后通过数码管显示 0、1、2、3