1、摘 要增益可自動變換放大器是一個首先通過電壓比較，經過譯碼器，轉換成有用信號，對這些信號進行處理后再用來控制反饋電阻和數碼管，最終達到不同增益之間的自動調節和不同顯示數字的部件。理想增益可自動變換放大器在仿真情況下系統誤差很小。但實際中的電阻和一些芯片存在一定的誤差，這使得最終的結果也會出現差別。而這些理論的設計和猜想將進一步在實際制作與調試中進行驗證。關鍵詞：增益自動調節；運放LM324；電阻反饋網絡目錄摘要.1引言.3一、設計任務和要求 .3二 器件選擇及其功能1、實驗元器件.32.元器件原理分析.3三、方案論證和選擇1、系統框圖：.52、各部分原理分析.53、總圖見附錄154、PCB見附

2、錄.165、仿真結果顯示.9四、組裝與調試.111、使用的主要儀器和儀表.112、測試數據.113、故障及解決.11五、總結.12謝辭.13參考文獻.14附錄.15引言課程設計是理論聯系實際的重要實踐教學環節，是對學生進行的一次綜合性專業設計訓練。本次課程設計主要注重的是電子電路的設計、仿真、印制電路板、制作、調試、等綜合于一體的一門課程，意在培養學生正確的設計思想方法以及思路，理論聯系實際的工作作風，嚴肅認真、實事求是的科學態度,培養學生綜合運用所學知識與生產實踐經驗，分析和解決工程技術問題的能力。作為一名大學生不僅需要扎實的理論知識，還需要過硬的動手能力，所以認真做好課程設計，對提高我們的

3、動手能力有很大的幫助做到。一、設計任務和要求 ：1、設計一個增益可自動變換的直流放大器。2、輸入信號為01V時，放大3倍；為1V2V時，放大2倍；為2V3V時，放大1倍；3V以上放大0.5倍 ； 3、通過數碼管顯示當前放大電路的放大倍數，用0、1、2、3分別表二、器件選擇及其功能：1、實驗元器件：LM324，74LS138譯碼器，若干電阻，LM339，CD406674LS08，74LS04，數碼管2.元器件原理分析： （1）LM339 圖 圖339內部為四個獨立的電壓比較器：正相端電壓大于反相端時，輸出高，反之輸出低（2）74LS138 圖將輸出電壓接入138的輸入端，轉化為高低電平的有用信號

4、（3）CD4066 功能見 表 圖（4）、LM324：四集成運算放大器 圖用于完成信號的放大三、方案論證和選擇1、系統框圖：數碼管經邏輯轉換譯碼器電壓比較輸入Ui模擬開關經電阻網絡反饋輸出Uo放 大 電 路圖3.12、各部分原理分析：（1）如圖7：用三個電壓比較器進行電壓比較。電壓比較器負相端加一個固定電壓做參考電壓，另一端加一個待比較的信號電壓。VCC為電源電壓5V。三個電壓比較器的參考電壓用電阻進行分壓，4、6、8分別對應1V、2V、3V。若同相端輸入信號電壓大于反相端輸入信號電壓，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經過電壓比較器后，不同范圍的電壓信號，對應唯一的地址碼，在通過74138譯碼器，將每一個唯一地址碼轉換成有用信號。根據74138的功能，000，001，011，111分別通過Y0，Y1，Y3，Y7輸出。圖（3）如圖74LS138輸出低電平有效，而CD4066雙向模擬開關高電平有效，故經過74LS00反向轉換器來利用74138控制模擬開關，實現自動控制開關，使增益的自動切換。表輸入電壓Ui/VABC放大倍數010000111312001101122301111011311111100.5基本電阻：2K放大0.5、1、2、3倍對應電阻：1K、2K、4K、6K圖譯碼器138的輸出端與開關406

6、6及相應電阻的連接圖（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運算放大器實現電壓增益，第一個運放實現了反向放大，第二個L則實現的增益為-1的反向電路，使整體的增益為正。圖（5）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0.5、1、2、3倍即可。數碼管內部有7個發光二級管控制數字的顯示，其名稱分別表示為a、b、c、d、e、f、g。其邏輯關系分析如表4：表Y0Y1Y3Y7abcdefg顯示數字100011110013010011011012001001100001000111111100由此可知：a=d=Y3; b=1; c

7、=Y1 e=Y0y3; f=Y7; g=y3y7;圖數碼管與譯碼器輸出端的連接圖3、總圖見附錄4、PCB見附錄5、仿真結果顯示：（1）輸入為5V時，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，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，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，輸出為1.808V，增益為3，顯示為3，誤差為0.008V。圖經以上所述的分析、設計及仿真驗證，證明該實驗方案可行。 四、組裝與調試：1、使用的主要儀器和儀表：數字萬用表、直流電源等；2、測試數

8、據：見表4.2表4.2輸入/V增益輸出/V誤差/V理論實際0.71232.1362.3200.1841.17222.3442.3680.0242.07112.0712.3660.2953.1000.51.551.7000.153、故障及解決：（1） 調試時，發現數碼管正常顯示增益，但運放部分不正確。之后又查閱相關資料，并單獨將運放部分提出來進行仿真，發現期應該接雙電源。（2） 模擬開關部分出現問題。起初放大倍數不對，將開關芯片去掉直接用導線連接反饋部分，發現此時能正常放大，則可以肯定問題出在開關上。將開關也接成雙電源時，電路正常工作。五、總結：通過將近兩個星期的實驗，我體會到了完成一份設計的成

9、就感，但是更多的還是一種充實的感覺，我們這次所設計的實驗，對我們的考驗很大，在整個設計的過程中，我覺得理清自己的設計思路是非常重要的。剛剛接觸這個設計的時候，我可以說對設計一個增益可自動變換的直流放大器沒有太準確的概念，數電今年剛剛學完，沒有太多時間應用的思想，而模電的學習也快要忘的差不多了，所有的一切好像都得重頭再來！拿到實驗設計的課題時，我只能大概的理解著看這個題目，好多的東西像零星的記憶碎片，都不能拼湊在一起，我糾結很久后認清一個事實，我的知識掌握的還不牢固，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，從最基本的開始。當我發現自己很多的模電的知識已經忘記時，就重新開始看模

10、電，了解了運放的工作狀態級放大增益的設計和計算。再次查詢數電課本，將相關芯片的功能表和邏輯關系再次復習，又查閱了圖書館和網上的相關資料后終于通過自己的努力設計出了切實可行的電路。本次課設完成后使我得到了一定的鍛煉，并在一定程度上增強了自身發現問題、分析問題、解決問題和實踐的能力。并且使我明白了知識不用就很大可能“全部還給課本“的事實，以后一定要更加努力，學會的知識要時常思考和應用，將理論與實踐結合起來，真正是知識發揮它應有的作用，也不枉費我們大學的學習，不辜負老師的教育和家長的期盼。謝 辭這次課程設計的能夠順利地完成，感謝在課設期間每位幫助過我的老師和同學，老師在我測試的時候及時發現我芯片的電源問題，并教導我們一定要查好了資料再去做，我也得到了一定的教訓和經驗。還要感謝我們班的同學，他和我分享了很多以往的經驗，并在我出現問題時與我討論，最終找到了問題所在，讓我少走很多彎路。還要感謝所有傳授我知識的老師，是他們的悉心教導使我有了一定的專業課知識，