数字电路设计.doc

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_电子0901_ 学 号： 1402090119_ 姓 名：_陈晓正_ _指导教师： 包亚萍 _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， 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=-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