增益可自動變換的放大器課程設(shè)計.doc

電子與信息學(xué)院模擬電子線路基礎(chǔ)課程設(shè)計報告增益可自動變換的放大器專業(yè)信息工程班級學(xué)生姓名指導(dǎo)教師提交日期報告評分批改老師2目錄第一部分設(shè)計任務(wù)1.1設(shè)計題目及要求41.2備選方案設(shè)計與比較41.2.1方案一41.2.2方案二41.2.3各方案分析比較5第二部分設(shè)計方案2.1總體設(shè)計方案說明62.2模塊結(jié)構(gòu)與方框圖6第三部分電路設(shè)計與器件選擇3.1時鐘脈沖發(fā)生器73.1.1模塊電路及參數(shù)計算73.1.2工作原理和功能說明73.1.3器件說明73.2延時電路83.2.1模塊電路及參數(shù)計算83.2.2工作原理和功能說明93.3計數(shù)器93.3.1模塊電路93.3.2工作原理和功能說明93.3.3器件說明93.4譯碼顯示103.4.1模塊電路103.4.2工作原理和功能說明113.4.3器件說明113.5運算放大123.5.1模塊電路及參數(shù)計算123.5.2工作原理和功能說明133.5.3器件說明13第四部分整機電路4.1整機電路圖144.2元件清單143第五部分安裝調(diào)試與性能測量5.1電路安裝155.2電路調(diào)試155.2.1調(diào)試步驟及測量數(shù)據(jù)155.2.2故障分析及處理155.3整機性能指標測量（附數(shù)據(jù)、波形等）15課程設(shè)計總結(jié)174第一部分設(shè)計任務(wù)1.1設(shè)計題目及要求設(shè)計制作一個增益可自動變換的交流放大器。1、放大器增益可在1倍、2倍、3倍、4倍四檔間巡回切換，切換頻率為1Hz；2、可以隨機對當前增益進行保持，保持時間為4S，保持完后返回巡回狀態(tài)；3、電源采用+5V單電源供。4、通過數(shù)碼管顯示當前放大電路的放大倍數(shù)，用0、1、2、3分別表示1、2、3、4倍即可。1.2備選方案設(shè)計與比較1.2.1方案一方案一電路方框圖如下：方案一電路方框圖該方案所包含的電路由五部分組成：時鐘脈沖、增益保持電路、計數(shù)電路、模擬開關(guān)和電阻網(wǎng)絡(luò)、電壓增益電路。1.時鐘產(chǎn)生電路：由555構(gòu)成的多諧振蕩器來實現(xiàn)。2.增益保持電路：通過由555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路控制計數(shù)器來實現(xiàn)。3.計數(shù)電路：由74LS161產(chǎn)生。4.模擬開關(guān)和電阻網(wǎng)絡(luò)：由CD4052和四個電阻構(gòu)成。5.電壓增益電路：由三個電阻和一個運放構(gòu)成，采用反相運算放大電路。1.2.2方案二將方案一中的模擬開關(guān)部分CD4052改為74LS138反相器+4066，其功能也是實現(xiàn)巡回選擇反饋電阻；其余部分與方案一相同。5方案二電路方框圖如下：方案二電路方框圖1.2.3各方案分析比較由于方案二電路復(fù)雜程度比較大，比方案一多用了一塊集成芯片，但是由于EWB軟件中沒有CD4052這一集成芯片，所以方案二可以先用EWB軟件仿真再利用實驗箱插線進行電路測試、仿真。根據(jù)個人實際情況，我選擇了方案一作為這次的課程設(shè)計方案。6第二部分設(shè)計方案2.1總體設(shè)計方案說明2.1.1運算放大器的電壓增益是由反饋電阻控制，所有要控制增益檔數(shù)的切換，就要控制其接入的反饋電阻。2.1.2增益的自動切換是由計數(shù)器輸出信號控制模擬開關(guān)的連接電阻來實現(xiàn)的。2.1.3增益的自動切換頻率是由時鐘脈沖信號來控制。而對某一增益的選擇保持則是通過控制計算器的保持端來實現(xiàn)的。2.2模塊結(jié)構(gòu)與方框圖模塊結(jié)構(gòu)與方框圖時鐘脈沖發(fā)生器計數(shù)器模擬開關(guān)電阻網(wǎng)絡(luò)延時電路譯碼器數(shù)碼管顯示反相器運算放大電路7第三部分電路設(shè)計與器件選擇3.1時鐘脈沖發(fā)生器3.1.1模塊電路及參數(shù)計算時鐘脈沖發(fā)生器電路連接圖如下圖所示：時鐘脈沖發(fā)生器電路連接圖根據(jù)施密特觸發(fā)器的周期計算公式可得:T=(R7+2R8)C2ln2當取C2=10F時,而T=1/f=1s所有R7+2R8=144K可取R7=47KR8=47K3.1.2