增益可自动变换放大器的设计与实现.doc

《增益可自动变换放大器的设计与实现.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、.增益可自动变换放大器的设计与实现一、设计任务及指标：设计一个增益可自动变换的交流放大器。1、放大器增益可在1倍2倍3倍4倍四档间巡回切换，切换频率为1Hz；2、对指定的任意一种增益进行选择和保持，保持后可返回巡回状态;3、通过数码管显示当前放大电路的放大倍数，用0、1、2、3分别表示1、2、3、4倍即可。4、电源采用±5V电源供电。二、设计原理以及容：1、时钟产生电路：利用555电路组成多谐振荡器，管脚3输出所产生的时钟信号，其频率计算公式为：F=1/T=1.44/C1（R1+2R2）令C1=10uF,R1=R2,则带入公式可求：R1=R2=48kohm在multisim

2、里所组成的电路图如左：....2、序列产生电路：用74LS161构成四位加法计数器采用异步清零法，产生QDQCQBQA:0000-0001-0010-0011-0000序列，使得增益循环变换。将QC通过非门接到CLR段，当QC为1时，计数器异步清零。3、译码电路：将74LS161的四个状态进行译码,1Y0到1Y3输出端分别是对增益1到4倍的选择4、选择保持电路：手动实现4个增益状态的选择：....J3J2J1增益将74LS161的使能端与J3、U6A的使能0001端连接，并通过非门连到U4A的使能端，012当J3为高电平的时候，74LS161与U4A103工作，实现增益的自

3、动变换；当J3接地114的时候，U6A工作，实现增益的选择与1自动控制保持。5、数码管显示电路：1）由于74LS139工作时输出低电平，不工作时输出高电平，所以将两个74LS139的输出端分别与非，使工作时ABCD输出高电平。....2）连接到数码管：ABCDabcd显示100000000010000011001000102000100113由上表可知：a=b=0c:CD00011110AB00X1X1_____________010XXXc=AB=A+B11XXXX100XXXd:CD00011110AB00X1X0_____________011XXXd=AC=A+C1

4、1XXXX100XXX所以把a,b接地，用两个或非门实现c,d的连接。可得右图：....三、仿真模拟。将此部分与增益调节部分（朱珈娴同学负责部分）综合可得总实验图如下：仿真结果：1）自动增益调节结果：....2）手动增益为1时：3）手动增益为2时：4）手动增益为3时：....5）手动增益为4时：四、硬件连接及测试结果：（1）完成电板如下：....（2）信号输出截图（黄线为输入，蓝线为输出）：（a）自动增益循环（J3=1）:（b）手动增益为1时（J3=0，J2J1=00，数码管显示为0）：（c）手动增益为2时（J3=0，J2J1=01，数码管显示为1）：（d）手动增益为3时（

5、J3=0，J2J1=10,数码管显示为2）：....（e）手动增益为4时（J3=0，J2J1=11，数码管显示为3）：五、误差分析由于555电路产生的1HZ频率与实际函数信号发生器产生的频率有微小的差距不能完全相等，在自动增益过程中，使得由增益四倍变为一倍的时候，有小幅度失真。此外，输入的交流信号过大或过小都容易使得输出信号失真，经调试，输入信号幅度在80mVpp时，输出信号基本不失真。六﹑各主要集成芯片介绍(1)NE555它是一种广泛应用于数字电路中的集成定时器，各管脚功能如下：....（2）74LS161它是一种四位二进制同步加法计数器，各管脚功能如下：（3）74LS1

6、39它是2-4译码器，各管脚功能如下：（4）74LS04它是六非门，各管脚功能如下：（5）74LS48：(6)SM4205....它是共阴极八段数码管，各管脚功能如下：（7）LM324它是带有真差动输入的四运算放大器，各管脚功能如下：（8）CC4066它是双向模拟开关，各管脚功能如下：....六、小结本次设计将模电与数电知识相结合，这是之前实验没有碰到过的，所以思路开始并不是很开阔。通过大量的查阅资料之后，发现之前自己很多想法的可行之处，所以才开始大胆地着手电路设计，当然设计及调试的过程并不是一帆风顺的，主要有以下几点：1.设计电路前各部分功能电路设计并不困难，主要是如何将

7、它们连接到一起，所以在用MULTISIM画电路图之前，利用网络资源查找相应芯片的功能表，管脚图显得尤为重要。2.在电路调试过程中，由于4066自身有一定的阻，使得放大倍数存在一定的误差，不过相对于采用的电阻来说，阻影响并不是很大，但是由于其电源电压选择不当及试验箱电源电压不准确，使得芯片一直不工作，花费了我几个晚上的时间才调试成功，最后通过使VEE端悬空，才使得芯片正常工作。3.电路正常工作以后，波形失真非常严重，经过几天的调试，发现使输入电压稳定在80mVpp左右时，失真消失。4.由于之前实验没有自己连接过数码管