增益可自动变换的放大器

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1、模拟课程设计——自动增益变换直流放大器夏良飞18093238一、设计任务和要求：设计一个增益可自动变换的直流放大器1．输入信号为0~1V时，放大3倍；为1~2V时，放大2倍；为2~3V时放大一倍；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、实验原理及设计图：1.通过控制反馈网络电阻的大小，从而控制放大器的增益。基本电路如下：改变上图的R2或R4即可改变放大器的增益。2、通过三个电压比较器来选择放大器的放大倍数。电

2、压比较器的反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。当同相输入端电压高于反相输入端时，输出端为高电平。当同相输入端电压低于反相输入端时，输出端为低电平。用电阻分压来设定输入信号为０～１Ｖ，１～２Ｖ，２～３Ｖ及３Ｖ以上电压比较器反相输入端的参考电压。第一个电压比较器的参考电压为３Ｖ，第二个参考电压为２Ｖ，第三个参考电压为１Ｖ，所以选择电阻的阻值分别为２０Ｋ、１０Ｋ、１０Ｋ、１０Ｋ。基本电路如下：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７４ＬＳ１３８译码器，将每一个唯一的地址

3、码换成有用信号。根据７４ＬＳ１３８的功能，０００,１００,１１０,１１１分别选通Ｙ０、Ｙ４、Ｙ６、Ｙ７输出。真值表如下：输入电压范围CBAY放大倍数０～１Ｖ000Y03１～２Ｖ100Y42２～３Ｖ110Y61３Ｖ以上111Y70.52、（１）增益的自动切换，可通过译码器的输出信号Y0、Y4、Y6、Y7，控制4066BD_5V模拟开关来实现不同反馈电阻的接入。７４１３８输出低电平有效，而４０６６ＢＤ双向模拟开关高电平有效，故经过７４００反相转化器来实现７４１３８对迷你开关的自动控制，使增益自动切换。电路实现如下：（

4、２）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，如图第一个运放实现了电压反相放大，第二个运放实现反相电路，使整体的增益为正。参数的选择：Av=-Vo/（(Ri/Rf)*Vi）,其中Ri=10k反馈电阻Rf的选择如下表：输入电压译码器输出信号放大反馈电阻0~1V0003倍30k1~2V1002倍20K2~3V1101倍10K3V以上1110.5倍5.1K电路实现部分如下：４、利用译码与LED显示结合在一起的DCD-HEX芯片实现显示功能，用0、1、2、3分别表示0.5、1、2、3倍。真值

5、表如下：输入输出显示CBAY1Y2Y3Y4000００１１3100００１０2110０００１1111００００0输出方程组如下：Y1=0,Y2=0,Y3=，Y4=，电路实现如下：增益可自动变换的直流放大器总图如下：三、电路的测试结果如下（左边为输入电压，右边为输出电）：输入0.5V时，输入1.6V时，输入2.4V时，输入3.5V时，四、所使用的元器件集成电路：LM324、74LS138、4066BD、74LS00、74LS04、74LS11等电阻若干；电容若干；LED数码管；