课程设计报告(增益可自动变换的放大器).doc

课程设计(论文)说明书 题 目： 增益可自动变换的放大器 院 （系）： 专 业： 学生姓名： 学 号： 1 指导教师： 2012年9月6日 摘 要 增益可自动变换放大器是一个首先通过电压比较，经过译码器，转换成有用信号，对这些信号进行处理后再用来控制反馈电阻和数码管，最终达到不同增益之间的自动调节和不同显示数字的部件。理想增益可自动变换放大器在仿真情况下系统误差很小。但实际中的电阻和一些芯片存在一定的误差，这使得最终的结果也会出现差别。而这些理论的设计和猜想将进一步在实际制作与调试中进行验证。 关键词：增益自动调节；放大器；运放LM324；电阻反馈网络 目 录 引言 1 1 设计任务和要求 2 2 方案论证和选择 2 3 单元电路的设计 3 3.1 设计方案： 3 3.2 各部分原理分析： 3 3.3 完整原理图： 7 4 电路的仿真 8 5 组装与调试： 11 5.1 使用的主要仪器仪表： 11 5.2 测试数据： 11 5.3 调试电路的方法和技巧 11 5.4 故障及解决： 11 6 总结 12 6.1 设计电路的特点： 12 6.2 设计电路的前景： 12 6.3 实验中的问题 13 6.4 体会和感受： 13 谢 辞 15 参考文献： 16 附 录 17 引言 课程设计是理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。本次课程设计主要注重的是电子电路的设计、仿真、印制电路板、制作、调试、等综合于一体的一门课程，意在培养学生正确的设计思想方法以及思路，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度,培养学生综合运用所学知识与生产实践经验，分析和解决工程技术问题的能力。作为一名大学生不仅需要扎实的理论知识，还需要过硬的动手能力，所以认真做好课程设计，对提高我们的动手能力有很大的帮助做到。 本文所设计的是增益可自动变化的放大器，放大器要求在不同工作电压放大不同的倍数，需设计四个档位，通过设计实验可以锻炼自己各方面的能力。放大器广泛应用于生活生产中，因此这个课题很有研究必要，本文就如何实现放大器的功能做详细说明，先从弄清原理开始，再到设计，仿真，做板，调试一步一步的把放大器做好实现其功能。 放大器的设计分四个模块：电压比较模块，增益选择模块，显示模块，放大模块。放大器根据输入信号的的大小经过比较器到译码器选择不同的放大倍数，在数码管上显示增益的大小。然后根据4066模拟开关选择不同的反馈电阻，经过放大器得到放大的输出信号。 1 设计任务和要求 1.1、设计一个增益可自动变换的直流放大器。、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 、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。0～1V时，1V～2V2V～3V3V以 图2.1.1系统框图 3 单元电路的设计 3.1 设计方案： 3.1.1将设计电路分四部分，即： 电压比较电路，增益选择电路，放大电路、显示电路。 3.1.2实验所用元器件： 138译码器、4066模拟开关，LM324、74LS08、74LS04、数码管、74LS48、电阻若干，导线若干，排针插针若干等。 3.1.3实验所用软件： NI Circuit Design Suite仿真软件、DXP 3.2 各部分原理分析： 3.2.1电压比较电路： 用三个电压比较器进行电压比较。电压比较器负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。VCC为电源电压5V。三个电压比较器的参考电压用电阻进行分压，可以把输入信号设定为0～1V 1V～2V 2V～3V 3V以上 图3.1.1电压比较电路原理图 3.2.2增益选择电路： 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。 输入电压范围 电压比较器输出 0~1v 000 1v~2v 001 2v~3v 011 3v以上 111 图3.1.2输入电压对应的 电压比较器二进制输出值 图3.1.3 138译码电路连接图 74LS138输出低电平有效，而CD4066双向模拟开关高电平有效，故经过74LS00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。 图3.1.4 输入值对应的放大倍数 输入电压Ui/