题目三增益可自动控制的放大器.docx

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题目三增益可自动控制的放大器

题目三增益可自动控制的放大器

一﹑设计题目及要求

题目：

增益可自动控制的放大器

要求：

设计制作一个增益可自动变换的放大器。

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、能够对任意一种增益进行选择和保持（演示：

控制某个增益保持时间为4S）。

二﹑设计方案及组成框图

分析设计要求，我们确定大致思路如下：

这个电路采用可以采用同项比例放大器实现对输入信号进行放大。

Au=1+R2/R1控制同项比例放大电路的反馈电阻实现放大器增益的变换,即控制R2的阻值。

想实现R2的自动变换，需的使用模拟开关进行控制。

而要想实现电路的自动切换，需的使用多弦震荡器输出脉冲进行控制。

要想对一种增益进行选择和保持，需的用一个单稳态触发器来实现电路这一功能。

最后该电路主题部分，则通过计数器计数来控制模拟开关。

另外想实现显示这一功能，需的加一个全加器和译码器驱动数码管，实现增益档位的显示。

如上所示流程图：

由555组成的震荡电路产生频率为1Hz的振荡波形，由555组成的单稳态实现对增益保持4秒的功能。

用74LS90实现计数器功能，用模拟开关CD4052来控制接入放大器的反馈电阻的变换，从而实现增益为1倍，2倍，3倍，4倍的切换。

用74LS47来驱动数码管。

由uA741及其外围电路组成的同向放大器实现电压的放大。

三、各单元电路设计及原理分析

1、由NE555组成的单稳态多谐振荡器

工作原理：

这个电路需要两个脉冲信号，一个1HZ的时钟脉冲、一个4S的保持脉冲，所以需要两个555电路，分别产生1HZ的脉冲和4S的延时保持脉冲，两个信号都是从555的3脚输出的。

它的频率计算公式为：

2、由74LS32构成的或门电路

74LS32是4-2输入或门，它的作用是当两路信号同时输入时，高电平有效，故而当有4S的脉冲信号时，它便输出4S的脉冲信号，从而可以实现保持4S的功能。

电路图如下所示。

3、74LS90构成的四进制计数器

这个电路由74LS90实现，当74LS90的CP端输入一个脉冲信号时，计数器便计一个数，经过内部处理，从Q0~Q3输出二进制编码。

当电路计数到100时，Q2便把1送到2和3脚，是计数器从00在开始计数。

另外，本电路加了一个手动复位的按键，即接在2、3脚和电源之间的按键。

此部分电路图：

4、双4选1模拟开关电路

这个电路由CD4052实现，CD4052是一个双4选1的模拟开关集成芯片。

它的管脚功能及真值表将在后面详述。

此部分电路图如下所示：

5、放大器及反馈电阻网络

如上图所示电路，从控制端A﹑B输入的信号经选择后输出到反馈网络进行放大，输出相应的信号，则有：

当控制端A和B为不同数值时，电路的几种工作状态：

当A=0，B=0时，即Y与Y0接通，即此时的增益为1倍。

当A=1，B=0时，即Y与Y1接通，即此时的增益为2倍。

当A=0，B=1时，即Y与Y2接通，即此时的增益为3倍。

当A=1，B=1时，即Y与Y3接通，即此时的增益为4倍。

6、译码与数码管显示电路

译码电路：

主要是把编码电路编成的二进制编码译码成十进制数，以便于人机交流（即要显示的数为人类易懂的十进制数1、2、3）。

该电路功能主要由芯片741S47完成。

该电路功能是用共阳数码管显示被测量的NPN型三极管ß值的档次。

具体功能后面详述。

四、总体电路图

五﹑各主要集成芯片介绍

（1）NE555

555是一种广泛应用于数字电路中的集成定时器，它的内部电路由分压器，电压比较器，简单SR锁存器，放电三极管以及缓冲器组成，其内部结构图如下：

在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路，如：

多个单稳、多个双稳、单稳和无稳，双稳态和无稳态的组合等。

NE555时基电路封装形式有两种，一是DIP双列直插8脚封装，另一种是SOP-8小型（SMD）封装形式。

其他HA17555、LM555、CA555分属不同的公司生产的产品。

内部结构和工作原理都相同。

输入控制端有直接复位Reset端，通过比较器A1，复位控制端的TH、比较器A2置位控制的T。

输出端为F，另外还有集电极开路的放电管DIS。

它们控制的优先权是R、T、TH。

各管脚功能如下：

（2）74LS32

74LS32是4-2输入或门，各管脚排列如下图。

部分参数表：

（3）74LS90

74LS90是一个计数器，它的各管脚排列及内部结构图如下：

各管教排列：

内部结构图：

（4）UA741

UA741是一个反相比例运算放大器，它在电路中的主要作用是实现对信号的放大。

管教排列及功能图：

（5）CD4052

CD4052是一个双4选1的模拟开关集成芯片.。

它的管脚图如下所示：

它的真值表如下所示：

另外还有74LS47，前面课程设计中已经详细介绍，此处不再赘述。

六﹑调试过程及测试结果

调试过程：

这次的调试过程还是比较顺利的，因为这次用的是面包板，相对来说省却了不少麻烦，我们以集成电路为中心，并根据输入输出分离的原则，以适当的间距来安排其他元件。

根据仿真好的电路图有电路图左到右安装。

注意地线，电源线，尽可能归并统一。

安装完成后，需详细检查电路图，看是否会漏线，或者接错线。

拿到元件的时候首先要做的就是用仪器把每个元件测量一遍，看是否是要求中需要的与它的标称值相不相等，因为虽然元件的质量虽然比较好，但依然会有可能有故障或者误差比较大的。

元件会较多，但测量不要嫌麻烦，真正做到疏而不漏。

调试结果：

接入电源，数码管显示从0自动跳变到4，按下复位端，数码管显示0。

跳变过程中，随机按下保持按钮，维持此时数码管上的数字四秒，再按顺序跳变。

七﹑主要电子元件

NE5552片；74LS321片；74LS901片；

74LS471个；CD40521个；UA7411片；

电阻若干；

八﹑经验总结

因为有了前两周的芯片资料做铺垫，这次我们对于那些74系列的芯片资料比较了解了，加之组员们默契度也相当好，所以这次并没有耗费太多的精力。

对于我们来说，这一周更主要的是对前两周实践中学到的经验知识的应用，理论与实践毕竟不可同日而语的，它们之间的差距在完全自主的课程设计中体现的淋漓尽致。

我觉得这次最大的收获是认清了自己在理论与实践中的不足之处，而这些不足就是我们下一步的学习目标。

九﹑参考文献

李国丽﹑刘春等《电子技术基础实验》机械工业出版社；

何希才﹑邹炳强《通用电子电路应用400例》电子工业出版社；

康华光﹑邹寿光等《电子技术基础》高等教育出版社；