1、摘 要增益可自動(dòng)變換放大器是一個(gè)首先通過(guò)電壓比較，經(jīng)過(guò)譯碼器，轉(zhuǎn)換成有用信號(hào)，對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理后再用來(lái)控制反饋電阻和數(shù)碼管，最終達(dá)到不同增益之間的自動(dòng)調(diào)節(jié)和不同顯示數(shù)字的部件。理想增益可自動(dòng)變換放大器在仿真情況下系統(tǒng)誤差很小。但實(shí)際中的電阻和一些芯片存在一定的誤差，這使得最終的結(jié)果也會(huì)出現(xiàn)差別。而這些理論的設(shè)計(jì)和猜想將進(jìn)一步在實(shí)際制作與調(diào)試中進(jìn)行驗(yàn)證。關(guān)鍵詞：增益自動(dòng)調(diào)節(jié)；運(yùn)放LM324；電阻反饋網(wǎng)絡(luò)目錄摘要.1引言.3一、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 .3二 器件選擇及其功能1、實(shí)驗(yàn)元器件.32.元器件原理分析.3三、方案論證和選擇1、系統(tǒng)框圖：.52、各部分原理分析.53、總圖見(jiàn)附錄154、PCB見(jiàn)附

2、錄.165、仿真結(jié)果顯示.9四、組裝與調(diào)試.111、使用的主要儀器和儀表.112、測(cè)試數(shù)據(jù).113、故障及解決.11五、總結(jié).12謝辭.13參考文獻(xiàn).14附錄.15引言課程設(shè)計(jì)是理論聯(lián)系實(shí)際的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行的一次綜合性專業(yè)設(shè)計(jì)訓(xùn)練。本次課程設(shè)計(jì)主要注重的是電子電路的設(shè)計(jì)、仿真、印制電路板、制作、調(diào)試、等綜合于一體的一門(mén)課程，意在培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想方法以及思路，理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)，嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析和解決工程技術(shù)問(wèn)題的能力。作為一名大學(xué)生不僅需要扎實(shí)的理論知識(shí)，還需要過(guò)硬的動(dòng)手能力，所以認(rèn)真做好課程設(shè)計(jì)，對(duì)提高我們的

3、動(dòng)手能力有很大的幫助做到。一、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 ：1、設(shè)計(jì)一個(gè)增益可自動(dòng)變換的直流放大器。2、輸入信號(hào)為01V時(shí)，放大3倍；為1V2V時(shí)，放大2倍；為2V3V時(shí)，放大1倍；3V以上放大0.5倍 ； 3、通過(guò)數(shù)碼管顯示當(dāng)前放大電路的放大倍數(shù)，用0、1、2、3分別表二、器件選擇及其功能：1、實(shí)驗(yàn)元器件：LM324，74LS138譯碼器，若干電阻，LM339，CD406674LS08，74LS04，數(shù)碼管2.元器件原理分析： （1）LM339 圖 圖339內(nèi)部為四個(gè)獨(dú)立的電壓比較器：正相端電壓大于反相端時(shí)，輸出高，反之輸出低（2）74LS138 圖將輸出電壓接入138的輸入端，轉(zhuǎn)化為高低電平的有用信號(hào)

4、（3）CD4066 功能見(jiàn) 表 圖（4）、LM324：四集成運(yùn)算放大器 圖用于完成信號(hào)的放大三、方案論證和選擇1、系統(tǒng)框圖：數(shù)碼管經(jīng)邏輯轉(zhuǎn)換譯碼器電壓比較輸入U(xiǎn)i模擬開(kāi)關(guān)經(jīng)電阻網(wǎng)絡(luò)反饋輸出Uo放 大 電 路圖3.12、各部分原理分析：（1）如圖7：用三個(gè)電壓比較器進(jìn)行電壓比較。電壓比較器負(fù)相端加一個(gè)固定電壓做參考電壓，另一端加一個(gè)待比較的信號(hào)電壓。VCC為電源電壓5V。三個(gè)電壓比較器的參考電壓用電阻進(jìn)行分壓，4、6、8分別對(duì)應(yīng)1V、2V、3V。若同相端輸入信號(hào)電壓大于反相端輸入信號(hào)電壓，輸出高電位，反之，輸出低電位。圖表圖與表3.2.1為電壓比較部分電路及其14、1、2三端分別的輸出電平（2）

5、如圖8經(jīng)過(guò)電壓比較器后，不同范圍的電壓信號(hào)，對(duì)應(yīng)唯一的地址碼，在通過(guò)74138譯碼器，將每一個(gè)唯一地址碼轉(zhuǎn)換成有用信號(hào)。根據(jù)74138的功能，000，001，011，111分別通過(guò)Y0，Y1，Y3，Y7輸出。圖（3）如圖74LS138輸出低電平有效，而CD4066雙向模擬開(kāi)關(guān)高電平有效，故經(jīng)過(guò)74LS00反向轉(zhuǎn)換器來(lái)利用74138控制模擬開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，使增益的自動(dòng)切換。表輸入電壓Ui/VABC放大倍數(shù)010000111312001101122301111011311111100.5基本電阻：2K放大0.5、1、2、3倍對(duì)應(yīng)電阻：1K、2K、4K、6K圖譯碼器138的輸出端與開(kāi)關(guān)406

6、6及相應(yīng)電阻的連接圖（4）如下圖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增益，用LM324運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)電壓增益，第一個(gè)運(yùn)放實(shí)現(xiàn)了反向放大，第二個(gè)L則實(shí)現(xiàn)的增益為-1的反向電路，使整體的增益為正。圖（5）通過(guò)數(shù)碼管顯示當(dāng)前放大電路的放大倍數(shù)，用0、1、2、3分別表示0.5、1、2、3倍即可。數(shù)碼管內(nèi)部有7個(gè)發(fā)光二級(jí)管控制數(shù)字的顯示，其名稱分別表示為a、b、c、d、e、f、g。其邏輯關(guān)系分析如表4：表Y0Y1Y3Y7abcdefg顯示數(shù)字100011110013010011011012001001100001000111111100由此可知：a=d=Y3; b=1; c

7、=Y1 e=Y0y3; f=Y7; g=y3y7;圖數(shù)碼管與譯碼器輸出端的連接圖3、總圖見(jiàn)附錄4、PCB見(jiàn)附錄5、仿真結(jié)果顯示：（1）輸入為5V時(shí)，輸出為2.501V，增益為0.5，顯示為0，誤差為0.001V。圖（2）輸入為2.5V時(shí)，輸出為2.5V，增益為1，顯示為1，誤差為0.001V。圖（3）輸入為1.8V時(shí)，輸出為3.616V，增益為2，顯示為2，誤差為0.616V。圖（4）輸入為0.6V時(shí)，輸出為1.808V，增益為3，顯示為3，誤差為0.008V。圖經(jīng)以上所述的分析、設(shè)計(jì)及仿真驗(yàn)證，證明該實(shí)驗(yàn)方案可行。 四、組裝與調(diào)試：1、使用的主要儀器和儀表：數(shù)字萬(wàn)用表、直流電源等；2、測(cè)試數(shù)

8、據(jù)：見(jiàn)表4.2表4.2輸入/V增益輸出/V誤差/V理論實(shí)際0.71232.1362.3200.1841.17222.3442.3680.0242.07112.0712.3660.2953.1000.51.551.7000.153、故障及解決：（1） 調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管正常顯示增益，但運(yùn)放部分不正確。之后又查閱相關(guān)資料，并單獨(dú)將運(yùn)放部分提出來(lái)進(jìn)行仿真，發(fā)現(xiàn)期應(yīng)該接雙電源。（2） 模擬開(kāi)關(guān)部分出現(xiàn)問(wèn)題。起初放大倍數(shù)不對(duì)，將開(kāi)關(guān)芯片去掉直接用導(dǎo)線連接反饋部分，發(fā)現(xiàn)此時(shí)能正常放大，則可以肯定問(wèn)題出在開(kāi)關(guān)上。將開(kāi)關(guān)也接成雙電源時(shí)，電路正常工作。五、總結(jié)：通過(guò)將近兩個(gè)星期的實(shí)驗(yàn)，我體會(huì)到了完成一份設(shè)計(jì)的成

9、就感，但是更多的還是一種充實(shí)的感覺(jué)，我們這次所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，對(duì)我們的考驗(yàn)很大，在整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我覺(jué)得理清自己的設(shè)計(jì)思路是非常重要的。剛剛接觸這個(gè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，我可以說(shuō)對(duì)設(shè)計(jì)一個(gè)增益可自動(dòng)變換的直流放大器沒(méi)有太準(zhǔn)確的概念，數(shù)電今年剛剛學(xué)完，沒(méi)有太多時(shí)間應(yīng)用的思想，而模電的學(xué)習(xí)也快要忘的差不多了，所有的一切好像都得重頭再來(lái)！拿到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的課題時(shí)，我只能大概的理解著看這個(gè)題目，好多的東西像零星的記憶碎片，都不能拼湊在一起，我糾結(jié)很久后認(rèn)清一個(gè)事實(shí)，我的知識(shí)掌握的還不牢固，不能清晰就必須得盡自己的全力弄清晰，所以我從放大和增益入手，從最基本的開(kāi)始。當(dāng)我發(fā)現(xiàn)自己很多的模電的知識(shí)已經(jīng)忘記時(shí)，就重新開(kāi)始看模

10、電，了解了運(yùn)放的工作狀態(tài)級(jí)放大增益的設(shè)計(jì)和計(jì)算。再次查詢數(shù)電課本，將相關(guān)芯片的功能表和邏輯關(guān)系再次復(fù)習(xí)，又查閱了圖書(shū)館和網(wǎng)上的相關(guān)資料后終于通過(guò)自己的努力設(shè)計(jì)出了切實(shí)可行的電路。本次課設(shè)完成后使我得到了一定的鍛煉，并在一定程度上增強(qiáng)了自身發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和實(shí)踐的能力。并且使我明白了知識(shí)不用就很大可能“全部還給課本“的事實(shí)，以后一定要更加努力，學(xué)會(huì)的知識(shí)要時(shí)常思考和應(yīng)用，將理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，真正是知識(shí)發(fā)揮它應(yīng)有的作用，也不枉費(fèi)我們大學(xué)的學(xué)習(xí)，不辜負(fù)老師的教育和家長(zhǎng)的期盼。謝 辭這次課程設(shè)計(jì)的能夠順利地完成，感謝在課設(shè)期間每位幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，老師在我測(cè)試的時(shí)候及時(shí)發(fā)現(xiàn)我芯片的電源問(wèn)題，并教導(dǎo)我們一定要查好了資料再去做，我也得到了一定的教訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)。還要感謝我們班的同學(xué)，他和我分享了很多以往的經(jīng)驗(yàn)，并在我出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)與我討論，最終找到了問(wèn)題所在，讓我少走很多彎路。還要感謝所有傳授我知識(shí)的老師，是他們的悉心教導(dǎo)使我有了一定的專業(yè)課知識(shí)，