增益自動切換電壓放大電路

1、南京工程學(xué)院工程基礎(chǔ)實驗與訓(xùn)練中心本科課程設(shè)計說明書（論文）題目：專業(yè)：自動化（系統(tǒng)集成）班級：D自集成091學(xué)號：07、08、35學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：起訖日期：06.13-07.08設(shè)計地點：基礎(chǔ)實驗樓B216課程設(shè)計說明書（論文）中文摘要增益自動切換電壓放大電路增益的改變通過改變反饋電阻的阻值來實 現(xiàn)，因此只要改變反饋電阻就能切換不同的電壓增益。電阻的自動選擇，可 以通過模擬開關(guān)來實現(xiàn)。在本設(shè)計中，我們采用模擬開關(guān)CD4052實現(xiàn)電壓 增益的自動切換。CD4052是一個雙路四選一模擬開關(guān)，開關(guān)的工作狀態(tài)由控 制信號A、B來決定。當BA=00時，X0導(dǎo)通；當BA=01時，X1導(dǎo)通；當BA=1

2、0 時，X2導(dǎo)通電壓放，當BA=11時，X3導(dǎo)通電壓放。這樣，通過改變模擬開 關(guān)的導(dǎo)通通道就可以改變反饋電阻，電壓增益也隨之改變。接下來我們要考 慮的是如何控制AB的值。輸入的決定了電壓增益的大小，但是輸入電壓是 模擬量，而AB的值是數(shù)字量，所以，我們在中間增加了一個AD轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。 先將基準電壓存放在單片機中，再將輸入信號通過AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量 送至單片機與基準電壓進行比較來控制模擬開關(guān)，這樣就能實現(xiàn)不同反饋電 阻RF的接入，從而實現(xiàn)選擇相應(yīng)的放大電路增益。關(guān)鍵字 增益自動切換模擬開關(guān)AD轉(zhuǎn)換器課程設(shè)計說明書（論文）外文摘要Automatic switching voltage ampli

3、fier circuit gain changeAutomatic switching voltage amplifier circuit gain change through the change of gain resistance of the feedback resistance to realize, so just change the feedback resistance can switch different voltage gain. Resistance to choose, can automatically by analog switch to achieve

4、. In this design, we use the analog switch CD4052 realize the automatic switching voltage gain. CD4052 is A double lk. Choose A analog switch, switch the working state of control signal by A and B to decide. When BA = 00, X0 conduction; When BA = 01, X1 conduction; When BA = 10, X2 conduction voltag

5、e put, when BA = 11, X3 conduction voltage put. So, through the change of the analog switch all the way can change the feedback resistance, voltage gain change. Next we have to think about the how to control the AB values. The decision of the input voltage was the size of the gain, but the input vol

6、tage is analog, and the value of the digital quantity is AB, so, we in the middle added A A D link. First the benchmark voltage in single chip, then the input signal is through converted into digital is sent to the microcontroller and benchmark compared to control the voltage analog switch, so it ca

7、n realize the feedback resistance different RF access, so as to realize choose corresponding amplifier circuit gain.Key words Automatic switching voltagethe analog switchA D converter2.1 AD轉(zhuǎn)換與顯示電路錯誤！未定義書簽。2.2自動切換增益放大電路錯誤！未定義書簽。目錄一、理論分析4錯誤！未定義書簽。二、系統(tǒng)方案論證錯誤！未定義書簽。三、單元模塊設(shè)計 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l boo

8、kmark43 o Current Document 3.1 AD轉(zhuǎn)換與顯示電路6 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 3.2自動切換增益放大電路7四、系統(tǒng)調(diào)試8五、系統(tǒng)功能9六、設(shè)計總結(jié)9七、附錄10一、理論分析放大器的電壓增益由反饋電阻控制，因此只要改變反饋電阻就能切換不同的 電壓增益。電壓增益的自動選擇，可以通過模擬開關(guān)來實現(xiàn)。先將基準電壓存放 在單片機中，再將輸入信號通過AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送至單片機與基準電壓 進行比較來控制模擬開關(guān)，這樣就能實現(xiàn)不同反饋電阻日的接入，從而實現(xiàn)選 擇相應(yīng)的放大電路增益。二、系統(tǒng)方案論證根據(jù)題意，可將系統(tǒng)

9、主要劃分為AD轉(zhuǎn)換電路與液晶顯示和增益自動切換放 大電路，如圖1所示，其中AD轉(zhuǎn)換電路與顯示電路由AD轉(zhuǎn)換器、單片機最小 系統(tǒng)和顯示器組成；增益自動切換放大電路由放大電路和模擬開關(guān)組成，如圖2 所示。以下對各電路模塊進行方案論證。AD轉(zhuǎn)換電路與顯示電路AD轉(zhuǎn)換器方案一：ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，。ADC0809的主要 特性是它是具有8路模擬量輸入、8位數(shù)字量輸出功能的A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時間為100Ms, 模擬輸入電壓范圍為0V+5V,不需零點和滿刻度校準。低功耗，約15mW，但成本較 高。方案二：ADC0832是8引腳雙列直插式封裝芯片 雙通道A/D轉(zhuǎn)換，5V電源

10、供電時輸入電壓在05V之間，工作頻率為250KHZ，轉(zhuǎn)換時間為32S，一般功 耗僅為15mW，成本較低。綜合兩個方案，選擇方案二。2.1.2顯示電路方案一：數(shù)碼管顯示器應(yīng)用比較靈活，原理簡單，但是用它來顯示系統(tǒng)比較 復(fù)雜的電路困難，只能顯示數(shù)字內(nèi)容，速度慢，易受干擾。方案二：液晶顯示器可顯示的內(nèi)容豐富，不局限于數(shù)字，屏幕調(diào)節(jié)方便，低 耗能，散熱小，但價格較高，相應(yīng)時間過慢。綜合兩個方案，選擇方案二。2.2自動切換增益放大電路匹1=12.2.1放大電路方案一：選擇運放LM324，LM324是運放集成電路，正負電源供電，無需外 部偏置元件，但對高頻信號的放大效果不好。方案二：選用運放uA741，是

11、高增益單運算放大器，也是正負電源供電，適 應(yīng)范圍廣，對高頻信號的放大效果較好。綜合兩個方案，選擇方案二。2.2.2模擬開關(guān)方案一：選用CD4051, CD4051是但8通道數(shù)字控制模擬電子開關(guān)，有三個 二進制控制輸入端A、B、C和INH輸入，具有低導(dǎo)通阻抗和很低的截止漏電流。方案二：選用CD4052, CD4052是一個差分4通道數(shù)字控制模擬開關(guān)，有A、 B兩個二進制控制輸入端和INH輸入，具有低導(dǎo)通阻抗和很低的截止漏電流。綜合兩個方案，選擇方案二。三、單元模塊設(shè)計31 AD轉(zhuǎn)換電路與顯示電路AD轉(zhuǎn)換電路與顯示電路由AD轉(zhuǎn)換器、單片機最小系統(tǒng)和顯示器組成，將 三個基準電壓存放在單片機中，由于A

12、D轉(zhuǎn)換器可轉(zhuǎn)換的模擬電壓為05V，而 輸入信號的范圍是010V，所以要把輸入信號先縮小一半后再送至AD轉(zhuǎn)換器中 進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完之后再乘以2就是實際輸入電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再與存放在單 片機中的三個基準電壓進行比較，確定輸入電壓所在范圍來給單片機P1.0和 P1.1賦相應(yīng)的值，如圖3所示。單片機P1.0和P1.1分別于模擬開關(guān)A、B相連， 這樣就可以通過單片機來控制模擬開關(guān)了。XTALZRSTPBEMALE Eftr i xm P1.1fT2EX PU F13 P1.+ P15 P1.G F I.TFCiaUi 口 PD.11PDaHEH ra.-tD + PDSHES 叩成盹 Pn.TDTPZ

13、D.hE PS.IS 衛(wèi)丑巾| 口 pzaftH P3.*1?A.13 PZSftH P2J&XU PZ.TftlSraxrnKPP3.1fFXipj-aHTnP33HtTP.nTn P35T1 PJ.SiTijRra.TiKti1n1 11313U1S佑17I：,：,： F T ,n.H&E3.2自動切換增益放大電路匹1=1自動切換增益的實現(xiàn)主要通過模擬開關(guān)的自動選通來實現(xiàn)，當BA=00時，X0 導(dǎo)通，此時電壓放大倍數(shù)為10；當BA=01時，X1導(dǎo)通，此時電壓放大倍數(shù)為1； 當BA=10時，X2導(dǎo)通，此時電壓放大倍數(shù)為0.1。由于電壓放大電路是反向放大 電路，所以要將輸出經(jīng)過一個反向電路后再

14、輸出，如圖4所示。I、系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)上電，輸入00.5V的電壓時，液晶顯示器顯示輸入輸出電壓值，增益約等 于10倍，輸入0.53V的電壓時，液晶顯示器顯示輸入輸出電壓值，增益約等于 1倍，輸入310V的電壓時，液晶顯示器顯示輸入輸出電壓值，增益約等于0.1 倍，已達到基本要求和發(fā)揮部分中以單片機為主控單元，進行幅值和增益的顯示。五、系統(tǒng)功能類別序列項目結(jié)果基本要求（1）當Ui0.5V時，電路的增益約為10倍完成（2）當0.5Ui3V時，電路的增益約為1倍完成（3）當3Ui10V時，電路的增益約為0.1倍完成發(fā)揮部分（4）當輸入信號為交流信號時，根據(jù)輸入電壓 的峰峰值大小，電路增益仍滿足基本要求未完成（5）采用單片機為主控單元，進行幅值和增益的顯示完成六、設(shè)計總結(jié)本系統(tǒng)實現(xiàn)了增益自動切換的目的，完成了題目中的基本要求和采用單片機 為主控單元，進行輸入幅值和輸出幅值以及增益的顯示。并且我們也設(shè)計了峰峰 值檢測電路，在multisim中進行仿真，可以實現(xiàn)峰峰值檢測功能，但是由于實 際操作過程的種種因素，峰峰值檢測電路還存在一些問題。在這次