電子與信息學院模擬電子線路基礎課程設計報告增益可自動變換的放大器專業信息工程班級學生姓名指導教師提交日期報告評分批改老師2目錄第一部分設計任務1.1設計題目及要求41.2備選方案設計與比較41.2.1方案一41.2.2方案二41.2.3各方案分析比較5第二部分設計方案2.1總體設計方案說明62.2模塊結構與方框圖6第三部分電路設計與器件選擇3.1時鐘脈沖發生器73.1.1模塊電路及參數計算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模塊電路及參數計算83.2.2工作原理和功能說明93.3計數器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第五部分安裝調試與性能測量5.1電路安裝155.2電路調試155.2.1調試步驟及測量數據155.2.2故障分析及處理155.3整機性能指標測量（附數據、波形等）15課程設計總結174第一部分設計任務1.1設計題目及要求設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；3、電源采用+5V單電源供。4、通過數碼管顯示當前放大電路的放大倍數，用0、1、2、3分別表示1、2、3、4倍即可。1.2備選方案設計與比較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、計數電路、模擬開關和電阻網絡、電壓增益電路。1.時鐘產生電路：由555構成的多諧振蕩器來實現。2.增益保持電路：通過由555構成的單穩態電路控制計數器來實現。3.計數電路：由74LS161產生。4.模擬開關和電阻網絡：由CD4052和四個電阻構成。5.電壓增益電路：由三個電阻和一個運放構成，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部分CD4052改為74LS138反相器+4066，其功能也是實現巡回選擇反饋電阻；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。根據個人實際情況，我選擇了方案一作為這次的課程設計方案。6第二部分設計方案2.1總體設計方案說明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器輸出信號控制模擬開關的連接電阻來實現的。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的。2.2模塊結構與方框圖模塊結構與方框圖時鐘脈沖發生器計數器模擬開關電阻網絡延時電路譯碼器數碼管顯示反相器運算放大電路7第三部分電路設計與器件選擇3.1時鐘脈沖發生器3.1.1模塊電路及參數計算時鐘脈沖發生器電路連接圖如下圖所示：時鐘脈沖發生器電路連接圖根據施密特觸發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