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课 程 设 计 报 告 PAGE - PAGE 15 - 信息科学与工程学院 课程设计报告 （ 2007 — 2008 学年 第 二 学期） 课程名称： 电子技术基础 ___ 班 级： 学 号： 1 姓 名： 指导教师： 2008 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、设计任务和要求 ： （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） 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。 二、设计思路提示 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。 三、课程设计步骤 1、查阅资料，确定上述两个设计任务的设计方案； 2、设计电路，进行参数计算； 3、用MULTISIM软件进行仿真； 4、写出设计总结报告。 四、参考元器件 集成电路：NE555、LM324、74LS138、CC40106, CC4013、CD4052、CC4066、74LS161，CD4011，741等（ 集成电路器件资料，自己查阅）。 电阻若干； 电容若干； LED若干； LED数码管； 设计内容（原理图以及相关说明、调试过程、结果） 增益可自动变换的直流放大器 设计方案 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；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；通过输入电压与参考电压的比较，选择相应的防大电路增益。 由此得出大致设计方案如下图： vi反相 反相 放大器电压比较模拟开关电阻网络译码 放大器 电压比较 模拟开关 电阻网络 译码 vo 电路设计 左图所示为反相输入单门限电压比较器。 左图所示为反相输入单门限电压比较器。其工作原理为：当同相电压输入大于反相电压输入时，放大器的输出为高电平；反之，则输出为低电平。 R11.0k? R1 1.0k ? R2 1.0k ? R3 1.0k ? R4 1.0k ? VDD 4V V1 1.2 V U6 OPAMP_5T_VIRTUAL U7 OPAMP_5T_VIRTUAL U8 OPAMP_5T_VIRTUAL VSS -5V VCC 5V VDD 6 5 0 VSS 3 2 1 7 4 VCC 输入信号为0V～1V时，输出信号为：000； 输入信号为1V～2V时，输出信号为：100； 输入信号为2V～3V时，输出信号为：110； 输入信号为3V～4V时，输出信号为：111。 将分压总电阻取R=4K，可以计算出电压比较电路串联网络中各个分压电阻的阻值，得出该电压比较电路的四个电阻均为1K。此时，即可将反相 输入端的电压取为1V、2V、3V,分别与通向输入端电压进行比较，得出所需结果。 综上所述，可设计出如左图所示的电路图。 2、利用74LS138译码器进行译码，以控制模拟开关。 74LS138芯片是常用的3-8线译码器。引脚图和真值表如下： 。 三、电路仿真和测试 增益可自动变换的交流放大器 设计方案 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；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；在进行巡回检测时，其增益的切换频率由时钟脉冲决定；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 。 由此得出大致设计方案如下图： 反相 反相 时钟脉冲译码模拟开关 巡回 时钟脉冲