可编程放大器设计(模拟电子技术课程设计)

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1、 课程名称： 模拟电子技术课程设计模拟电子技术课程设计 题 目： 可编程放大器设计可编程放大器设计 学生姓名： 专 业： 电子信息工程 班 级： 电信 学 号： 指导教师： 日 期： 可编程放大器设计可编程放大器设计 一、设计任务与要求 设计并制作一个可编程放大器，其要求如下： 1、电压放大倍数由计算机的指令给定，即计算机通过数据线将 BCD 码 N （8bit）送给数据锁存器（它是可编程放大器的一部分，其地址码由设计者选定） 后，放大器的输出电压与输入电压符合下列函数关系： io Nvv 直到计算机给它送来新的数据以前，在温度等因素不变的条件下，这个函数关系 保持不变。 2、电压放大倍数的实

2、际值与上述函数关系中的 N 之差的绝对不超过 )2 100 1 (N，其条件是： （1） 1N99； （2） vO的绝对值在 1V 至 10V 范围以内； （3） 温度在 10 0C 至 300C 范围内； （4） vI是变化缓慢的直流信号； 3、输入电阻不小于 100M。 二、方案设计与论证 1、设计思路 在查阅资料，对可编程放大器选择放大电路，采用 UA741 放大器来实现。首 先给放大器一个信号。然后再用 8 个不同阻值的电阻。让它们进行不同的并联， 使其产生不同的变化，出现不同的阻值。74ls161 计数器的工作是用一个开关来 实现，用两个开关给它脉冲计数器并加一，每个计数器输出 4

3、位 BCD 码，两个计 数器就可以产生 8 位 BCD 码。 同时 74ls161 计数器通过 74ls48 驱动数码管显示， 即显示电压的放大倍数。两个 74ls161 计数器初始设置为 0000，以后每次摁一 下后面就加 1。直到 74ls161 计数器输出 1010 时，74ls161 计数器的通过非门 74ls04 和四位与非门 74ls13 将计数器置 0 开始重新计数，然后依次循环。在 74ls161 计数器后面有 8 位 npn 放大电路控制继电器的通断，当有高电平时，继 电器通路，同时控制后面的 8 路并联电阻来实现电压的放大。8 路电阻值分别是 100k、50k、25k、12

4、.5k、10k、5k、2.5k、1.25k，这样就可以 8 位的 BCD 码通 过选通电阻值的大小进而转换为两位的十进制数值（即放大倍数）公式为： ViR1100Vo n i i ， 当计数器出现 1000 0001 时， 它的放大倍数为 81 倍： 81Vi25.111001100Vo。 2、可编程放大器整体电路原理方框图 如图 1 所示： 图 1 整体电路原理框图 2、方案选择 方案 1 在这电路图中主要是运用开关来控制 16 种不同的阻值。主要的控制方法 用函数信号发生器接 Ui，直接用开关进行手动的闭合控制，8 个不同阻值的大 小进行了并联。使其不同的开关闭合，出现不同的阻值。从而产生

5、 00-99 种不 同的现象 如图 2 所示，仿真图见压缩包 SW01.DSN： 74ls16174ls161 计计 数部分数部分 NPNNPN 电电流流 放大放大 模拟开关模拟开关 放大部分放大部分 输入脉冲 信号输入 信号输出 数码管数码管 显示显示 LEDLED 显示显示 输出电压输出电压 LEDLED 提示提示 运放限幅运放限幅 控制控制 图 2 SWITCH 控制电阻的放大电路 方案 2 方案 2 是 Ui 输入信号时，运用了 74ls161 计数器输出的 BCD 码控制模拟开 关 4066 通断，使其产生 00-99 种不同的状态。当为高电平的时候导通，使其电 路实现 2 路开关控

6、制电压的放大倍数。 如图 3 所示，仿真图见压缩包 SW02.DSN： 图 3 4066 模拟开关控制电阻的放大电路 方案 3 方案 3 是 Ui 输入信号时，运用继电器开关来控制电阻电路的通断，74ls161 计数器接收到上升沿电平出发的时候，74ls161 计数器转换成两个 4 位 BCD 码来 控制 npn 放大电路，使继电器有足够的电流工作，进而使 8 路电阻通断状态，实 现电压的放大效果。在 npn 放大电路为了使得集电极反偏，电路并联一个 LED 灯显示继电器的通断状态计数器输出的状态同时使得 NPN 工作在放大区。 当 74ls161 计数器电路，输出的 BCD 码为 0110 0100 时，控制 NPN Q2、 Q3、Q7 工作在放大区，实现继电器 RL2、RL3、RL7 导通，电路并联的电阻为 5k、 2.5k、25k 根据计算公式算的放大倍数是 64，与 BCD 码的转换一致。 如图 4 所示，仿真图见