数字电路设计增益可自动变换的放大器.doc

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1、课 程 设 计 报 告电子与信息工程学院课程设计报告（ 2010 2011 学年 第 一 学期）课程名称： 电子技术设计与实现_ 班 级_ 学 号： _ 姓 名：_ _指导教师： _2010 年 12 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） 设计一个增益可自动变换的交流放大器。1、放大器增益可

2、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

3、验器材：LM339,74LS138,4066BD(模拟电子开关),LM324AM(放大器),74LS04,电阻若干；LED数码管； 器件的工作原理：1, LM339电压比较器2, 74LS13874138是3线-8线译码器输出低电平有效。- 12 -3,4066BD(模拟电子开关) 4 LM324AM(放大器)实验内容及设计图 (-)1、用三个电压比较器进行电压选择。电压比较器负相端加一个-5V电压做参考电压，另一端加一个待比较的信号电压。当“+”端电压高于“-”端时，输出管截止，输出”1”。当“-”端电压高于“+”端时，输出管饱和，输出”0”。用电阻分压来设定输入信号为1V2V， 2V3V，

4、 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，信号转变为地址码由74138输出，对应的：000-Y0,001-Y1,011-Y3,111-Y7(三) 1，译码器只输出一个低电平，经反向器变为高电平，使模拟开关接通对应的电路，从而使增益自动切换。2，图中324放大器是 反向放大电路，电压增益为Au1= -R2/R1 ，Au2=-

5、1(四) 放大倍数显示 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。 由下表可得：C=Y0+Y1; D=Y0+Y3增益可自动变换的直流放大器总图以下图中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输入信号3V以上，增益0.5设计二：增益可自动变换的交流放大器实验器件：555，74LS161，74LS00，74LS28,74LS22,74LS04，LM324AM开关，若干电容，电阻,4066BD,74LS138,74LS139器件原理1、74LS16174161同步四位二

6、进制计数器，实现增益循环。2、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。实验内容及设计图（一） 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）用74LS161构成四进制计数器。采用异步清零法，使得增益循环变换。而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码。00000001001000110000（三）当开关J3闭合，我们选择手动控制增益，当开关J3断开，停止手动实现自动。(四)手动的四种状态通过

7、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（五）倍率的变化由反馈电阻来实现，电压增益为Au1= -R2/R1 ，Au2=-1(六)可得C=(a+b)的非，D=(a+c)的非实验总图如下：手动增益为1，显示0.双刀双掷开关状态00 手动增益为2，显示1.双刀双掷开关状态01 手动增益为3，显示2.双刀双掷开关状态10 手动增益为4，显示3.双刀双掷开关状态11实验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

8、多的 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。这次实验对我来说，刚开始拿到题目的时候，其实对一些器件的功能并不是很了解，有些已经开始遗忘了。因此，我并没有立即去做设计，而是先查资料把各种器件的功能熟悉并融会贯通，为设计打下理论基础。开始设计时总有些地方出现问题，但是我不气馁，因为只有自己发现自己的错误，并且改正出来，自己才会加深印象，这对我以后的学习会有很大的帮助。这次实验的设计比较复杂，因此很容易出错，往往一个小错误都要检查很长一段时间，对此，我认为实验仿真时应把设计图分成一块一块的小电路，先将各个模块连接好，检查无误后再整体相连。指 导 教 师 意 见内 容 及 要 求评 定 等 级优良中及格不及格独立完成全部工作量课程设计报告质量课程设计内容创新性出勤率综合得分教师评语： 指导教师： 年 月 日