增益自動切換的放大電路的設(shè)計(jì)

1、UmsEER電子實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)二增益自動切換電壓放大電路的設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求設(shè)計(jì)一個電壓放大電路，能夠根據(jù)輸入信號幅值自動切換調(diào)整增益。設(shè)輸入信號頻率為 020KHZ，其幅值范圍為0.110V (峰峰值Upp)。電路應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能與技術(shù)指標(biāo)如下：基本要求當(dāng)輸入為直流信號時，要求設(shè)計(jì)的電路達(dá)到以下要求：當(dāng)U. 0.5V時，電路的增益約為10倍。當(dāng)0.5U. 3V時，電路的增益約為1倍。當(dāng)3 U. 10V時，電路的增益約為0.1倍。提高要求當(dāng)輸入為交流信號時，根據(jù)輸入電壓的峰值大小，電路增益仍滿足基本要求。發(fā)揮部分 對輸入電壓值分檔再細(xì)化；增益值的顯示。分析項(xiàng)目的功能與性能指標(biāo)：本設(shè)計(jì)中電路要實(shí)現(xiàn)

2、根據(jù)輸入信號的幅值自動切換調(diào)整增益的功能?；A(chǔ)部分中， 當(dāng)U 0.5V時，電路的增益約為10倍；當(dāng)0.5 U 3V時，電路的增益約為1倍；L,L當(dāng)3U.10V時，電路的增益約為0. 1倍。提高部分中，輸入為交流信號，根據(jù)輸入 電壓的峰值大小，電路的增益仍滿足基本要求。在本設(shè)計(jì)中，增益自動切換的臨界值應(yīng) 盡量接近要求的值0.5和3,而且增益的倍數(shù)也應(yīng)分別無限接近10、1、0.1。二、電路設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)思想(請寫明基本要求、提高要求、發(fā)揮部分)：基本要求：將直流信號加到具有不同基準(zhǔn)電壓的比較電路輸入端進(jìn)行分檔比較，對 應(yīng)某一輸入電壓值，只有相應(yīng)的一個比較電路輸出為高電平(或低電平)，其余比較器 輸出

3、為低電平(或高電平)。根據(jù)比較器的輸出狀態(tài)，通過模擬開關(guān)的控制，選擇相應(yīng) 的增益。提高要求：可以先采用峰值取樣或整流濾波電路對交流信號進(jìn)行處理，再將處理后 得到的交流信號峰值按基本要求進(jìn)行處理。電路結(jié)構(gòu)框圖(請寫明基本要求、提高要求、發(fā)揮部分): 基本要求：提高要求:電路原理圖(請寫明基本要求、提高要求、發(fā)揮部分): 基礎(chǔ)要求：提高要求:3500nvccvctpv-1SVV :cUc-R1I1 ri4DQ7GP-15 Rfl -V.%- iaoknRB-lOkaRT -AV- 1kQJ_ vi 12VEE丁 刎VEE-15V提高要求:3500nvccvctpv-1SVV :cUc-R1I1 r

4、i4DQ7GP-15 Rfl -V.%- iaoknRB-lOkaRT -AV- 1kQJ_ vi 12VEE丁 刎VEE-15VVEE 741R11VAr-11kQV筠邯U6巴cIvctV= U1I VEERS .-AAV-1mm-VA-10kQ ADC 40-8IjEEiW-1 .vccIvctV系統(tǒng)工作原理(請寫明基本要求、提高要求、發(fā)揮部分)：基礎(chǔ)要求:將直流信號加到基準(zhǔn)電壓分別為3V和0.5V的比較電路輸入端進(jìn)行分檔比較,對應(yīng)某一輸入電壓值，相應(yīng)的比較電路輸出為高電平或低電平，將比較器的輸出狀態(tài)通 過模擬開關(guān)的控制，選擇不同的增益電路，從而實(shí)現(xiàn)增益的自動切換。提高部分：采用峰值采樣電

5、路，先將交流信號輸入峰值采樣電路，再將輸出的峰值加到 比較電路輸入端進(jìn)行分檔比較，其他同上。參數(shù)計(jì)算和元器件選擇說明(請寫明基本要求、提高要求、發(fā)揮部分)：基礎(chǔ)要求：放大電路電阻：R8=10kQ, R6=100kQ, R5=10kQ,R7=lkQ.分壓電阻:要滿足分壓分別為3V和0.5V,則設(shè)置Rw=90kQ, R5=25kQ,R6=5kQ，可滿足上述要求。提高要求：峰值采樣電路：IN4018二極管、10nF電容 放大電路電阻及分壓電阻同基礎(chǔ)部分。列出系統(tǒng)需要的元器件清單(請?jiān)O(shè)計(jì)表格列出)(請寫明基本要求、提高要求、發(fā) 揮部分)：基礎(chǔ)要求：提高部分：(1) 調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法：

6、在實(shí)驗(yàn)中當(dāng)比較器輸出為負(fù)電壓時,直接接到 4052 的選擇端會損壞放大器,根據(jù) 觀察，發(fā)現(xiàn)會將放大器的輸出強(qiáng)行拉到-IV左右，而放大器開路輸出為負(fù)-13V左右，經(jīng) 過一段時間以后放大器會過熱,模擬開關(guān)也可能損壞。加上一個限流電阻可以解決問題, 不會損壞放大器和模擬開關(guān)。實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)與模擬的有很大不同。整流的電容電壓不等于峰值,與峰值的關(guān)系也 不是線性變化的,所以增益變化點(diǎn)與模擬的結(jié)果差距很大,于是實(shí)際測量了不同峰峰值 下的電容電壓,并以此為基準(zhǔn),改變分壓大小,才使增益變化點(diǎn)接近要求,最終是靠調(diào) 變阻器達(dá)到較高的精度的。四、總結(jié)闡述設(shè)計(jì)中遇到的問題、原因分析及解決方法： 問題：怎樣對交流信號進(jìn)行峰值取樣？ 解決方法：采用二極管以及電容構(gòu)成最簡單的峰值取樣電路,滿足實(shí)驗(yàn)的要求?？偨Y(jié)設(shè)計(jì)電路和方案的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：采用反向增益電路,可避免無法產(chǎn)生0.1 倍的增益的問題,只需再加以反向器即可；同時使用二極管和電容來實(shí)現(xiàn)峰值取樣,非常簡單且實(shí)用。缺點(diǎn)：采用二極管和電容來實(shí)現(xiàn)峰值取樣有一定的誤差,會使臨界值發(fā)生偏移,從 而不符合實(shí)驗(yàn)的要求。指出課題的核心及實(shí)用價值,提出改進(jìn)意見和展望： 本課題的核心為增益自動切換,這在許