增益可自动变换放大器总结报告保证实现功能

1、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；运放LM324；电阻反馈网络目录摘要.1引言.3一、设计任务和要求 .3二 器件选择及其功能1、实验元器件.32.元器件原理分析.3三、方案论证和选择1、系统框图：.52、各部分原理分析.53、总图见附录154、PCB见附

2、录.165、仿真结果显示.9四、组装与调试.111、使用的主要仪器和仪表.112、测试数据.113、故障及解决.11五、总结.12谢辞.13参考文献.14附录.15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

3、动手能力有很大的帮助做到。一、设计任务和要求 ：1、设计一个增益可自动变换的直流放大器。2、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 ； 3、通过数码管显示当前放大电路的放大倍数，用0、1、2、3分别表二、器件选择及其功能：1、实验元器件：LM324，74LS138译码器，若干电阻，LM339，CD406674LS08，74LS04，数码管2.元器件原理分析： （1）LM339 图 图339内部为四个独立的电压比较器：正相端电压大于反相端时，输出高，反之输出低（2）74LS138 图将输出电压接入138的输入端，转化为高低电平的有用信号

4、（3）CD4066 功能见 表 图（4）、LM324：四集成运算放大器 图用于完成信号的放大三、方案论证和选择1、系统框图：数码管经逻辑转换译码器电压比较输入Ui模拟开关经电阻网络反馈输出Uo放 大 电 路图3.12、各部分原理分析：（1）如图7：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，4、6、8分别对应1V、2V、3V。若同相端输入信号电压大于反相端输入信号电压，输出高电位，反之，输出低电位。图表图与表3.2.1为电压比较部分电路及其14、1、2三端分别的输出电平（2）

5、如图8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。图（3）如图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。表输入电压Ui/VABC放大倍数010000111312001101122301111011311111100.5基本电阻：2K放大0.5、1、2、3倍对应电阻：1K、2K、4K、6K图译码器138的输出端与开关406

6、6及相应电阻的连接图（4）如下图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，用LM324运算放大器实现电压增益，第一个运放实现了反向放大，第二个L则实现的增益为-1的反向电路，使整体的增益为正。图（5）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。数码管内部有7个发光二级管控制数字的显示，其名称分别表示为a、b、c、d、e、f、g。其逻辑关系分析如表4：表Y0Y1Y3Y7abcdefg显示数字100011110013010011011012001001100001000111111100由此可知：a=d=Y3; b=1; c

7、=Y1 e=Y0y3; f=Y7; g=y3y7;图数码管与译码器输出端的连接图3、总图见附录4、PCB见附录5、仿真结果显示：（1）输入为5V时，输出为2.501V，增益为0.5，显示为0，误差为0.001V。图（2）输入为2.5V时，输出为2.5V，增益为1，显示为1，误差为0.001V。图（3）输入为1.8V时，输出为3.616V，增益为2，显示为2，误差为0.616V。图（4）输入为0.6V时，输出为1.808V，增益为3，显示为3，误差为0.008V。图经以上所述的分析、设计及仿真验证，证明该实验方案可行。 四、组装与调试：1、使用的主要仪器和仪表：数字万用表、直流电源等；2、测试数

8、据：见表4.2表4.2输入/V增益输出/V误差/V理论实际0.71232.1362.3200.1841.17222.3442.3680.0242.07112.0712.3660.2953.1000.51.551.7000.153、故障及解决：（1） 调试时，发现数码管正常显示增益，但运放部分不正确。之后又查阅相关资料，并单独将运放部分提出来进行仿真，发现期应该接双电源。（2） 模拟开关部分出现问题。起初放大倍数不对，将开关芯片去掉直接用导线连接反馈部分，发现此时能正常放大，则可以肯定问题出在开关上。将开关也接成双电源时，电路正常工作。五、总结：通过将近两个星期的实验，我体会到了完成一份设计的成

9、就感，但是更多的还是一种充实的感觉，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。刚刚接触这个设计的时候，我可以说对设计一个增益可自动变换的直流放大器没有太准确的概念，数电今年刚刚学完，没有太多时间应用的思想，而模电的学习也快要忘的差不多了，所有的一切好像都得重头再来！拿到实验设计的课题时，我只能大概的理解着看这个题目，好多的东西像零星的记忆碎片，都不能拼凑在一起，我纠结很久后认清一个事实，我的知识掌握的还不牢固，不能清晰就必须得尽自己的全力弄清晰，所以我从放大和增益入手，从最基本的开始。当我发现自己很多的模电的知识已经忘记时，就重新开始看模

10、电，了解了运放的工作状态级放大增益的设计和计算。再次查询数电课本，将相关芯片的功能表和逻辑关系再次复习，又查阅了图书馆和网上的相关资料后终于通过自己的努力设计出了切实可行的电路。本次课设完成后使我得到了一定的锻炼，并在一定程度上增强了自身发现问题、分析问题、解决问题和实践的能力。并且使我明白了知识不用就很大可能“全部还给课本“的事实，以后一定要更加努力，学会的知识要时常思考和应用，将理论与实践结合起来，真正是知识发挥它应有的作用，也不枉费我们大学的学习，不辜负老师的教育和家长的期盼。谢 辞这次课程设计的能够顺利地完成，感谢在课设期间每位帮助过我的老师和同学，老师在我测试的时候及时发现我芯片的电源问题，并教导我们一定要查好了资料再去做，我也得到了一定的教训和经验。还要感谢我们班的同学，他和我分享了很多以往的经验，并在我出现问题时与我讨论，最终找到了问题所在，让我少走很多弯路。还要感谢所有传授我知识的老师，是他们的悉心教导使我有了一定的专业课知识，