增益可自动变换放大器的设计课程设计
增益可自动变换的放大器的设计
信息科学与工程学院课程设计报告（2009 —2010 学年第一学期）课程名称：电子技术基础设计与实现班级：学号：姓名：指导教师：2010 年 1 月课程设计题目：增益可自动变换的放大器的设计目的与任务：对所学的电子技术基础知识进行一次综合运用，为下一步继续学习专业知识奠定基础。
学生通过本课程设计可以进一步理解模拟电子技术、数字电子技术、电路理论等方面的相关知识，并可综合运用这些知识解决一定的实际问题，使学生在所学知识的综合运用能力上以及分析问题、解决问题能力上得到一定的提高。
内容和要求：（一）设计一个增益可自动变换的直流放大器。
1、输入信号为0～1V时，放大3倍；为1V～2V时，放大2倍；为2V～3V时，放大1倍；3V以上放大0.5倍；2、通过数码管显示当前放大电路的放大倍数，用0、1、2、3分别表示0.5、1、2、3倍即可。
3、电源采用±5V电源供电。
（二）设计一个增益可自动变换的交流放大器。
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、对指定的任意一种增益进行选择和保持，保持后可返回巡回状态;3、通过数码管显示当前放大电路的放大倍数，用1、2、3、4分别表示1、2、3、4倍即可。
4、电源采用±5V电源供电。
三、课程设计步骤1、查阅资料，确定上述两个设计任务的设计方案；2、设计电路，进行参数计算；3、用MULTISIM软件进行仿真；4、写出设计总结报告。
四、参考元器件集成芯片：NE555、LM324、74LS138、CC40106, CC4013、CD4052、CC4066、74LS161，CD4011，741等。
电阻若干；电容若干；LED数码管；设计内容（原理图以及相关说明、调试过程、结果）增益可自动变换的直流放大器一、设计方案放大器的电压增益由反馈电阻控制，因此只要改变反馈电阻就能切换不同的增益范围；增益的自动选择，可通过比较器输出信号，控制模拟开关来实现不同反馈电阻的接入,从而实现选择相应的放大电路增益。
增益可自动控制的放大器的课程设计
增益可自动变换的放大器设计一、设计题目及主要技术指标1．设计题目增益可自动变换的放大器设计2．主要技术指标（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，能显示当前档位（演示：控制某个增益保持时间为4S）。
二、系统组成框图经过查阅书籍和相关资料，再有我们组讨论从而得出增益可自动变换的放大器设计的方案是：1、设计思路1）．放大器的电压增益由反馈电阻控制，因此只要改变反馈电阻就能切换不同的增益范围。
2）．增益的自动切换，可通过译码器输出信号，四选一控制模拟开关来实现不同反馈电阻的接入；3）、对某一种增益的选择、保持通常由芯片的地址输入和使能端控制；在进行巡回检测时，其增益的切换频率由时钟脉冲决定。
2、总体方框图三、单元电路设计与分析1、总体概述：增益可自动变换的放大器电路，由两个555，其中一个555组成的震荡电路产生频率为1Hz的振荡波形，再有第二个555组成的4秒脉冲电路实现对增益保持4秒的功能。
用74LS90实现计数器功能，用4选一模拟开关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相放大器实现电压的放大。
2、NE555多谐振荡器说明：本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：3、或门电路它的作用是：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。
4、五进制计数器本电路由74LS90实现，当74LS90的CP端（下降沿有效）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。
自动增益控制(AGC)放大器
自动增益控制放大器（AGC）设计摘要：本设计以程控增益调整放大器AD603为核心，通过单片机MSP430控制各模块，实现电压增益连续可调，输出电压基本恒定。
系统由5个模块组成：前级缓冲模块，电压增益调整模块，峰值检测模块，后级输出缓冲模块，控制与显示模块。
将输入信号经前级缓冲电路输入给程控增益调整放大器AD603，将信号放大输出，通过峰值检测电路检测输出信号，并送给单片机AD采样，与理想输出信号数值进行比较，若有多偏差，则通过调整对AD603的增益控制电压，来调整放大倍数，从而实现输出信号的稳定。
整个设计使用负反馈原理，实现了自动增益的控制。
关键字：AD603 MSP430 峰值检测自动增益控制一、方案设计与论证1.1整体方案方案一：采用纯硬件电路实现，由AD603和运放构成的电压比较器和减法电路实现。
把实际电压与理论电压的差值通过适当幅值和极性的处理，作为AD603的控制信号，从而实现放大倍数的自动调整，实现输出电压恒定。
优点：该方案理论简单，制作起来也相对容易，只有硬件电路。
缺点：理论低端，精度不够，没有创新，通用性不好。
方案二：采用AD603和单片机结合，通过单片机对输出信号AD采样并转化为数字量，与理论输出电压值进行比较，得到差值转换为控制电压，通过DA转化，对程控增益放大器AD603的放大倍数惊醒调整，从而实现输出电压的恒定。
优点：该方案控制精确，自动控制速度快，系统可移植性强，功能改变和增加容易，对后期改善和提升电路性能有益。
缺点：需要软硬件配合，系统稍复杂。
通过对两个方案的综合对比，我们选用方案二。
1.2控制模块方案一：采用MCS-51。
Intel公司的MCS-51的发展已经有比较长的时间，以其典型的结构、完善的总线、SFR的集中管理模式、位操作系统和面向控制功能的丰富的指令系统，为单片机的发展奠定了良好的基础，应用比较广泛，各种技术都比较成熟。
MCS-51优点是控制简单，二缺点也明显因为资源有限，功能实现有困难，而且需要大量外扩单元。
增益自动切换电压放大电路的设计
东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：电子电路实践第 2 次实验实验名称：增益自动切换电压放大电路的设计院〔系〕：吴健雄学院专业：电类强化班姓名：学号：610111实验室: 101 实验组别：同组人员：实验时间：2021 年 4 月17日评定成绩：审阅教师：实验二增益自动切换电压放大电路的设计一、实验内容及要求用运算放大器设计一个电压放大电路，其输入阻抗不小于100kΩ，输出阻抗不大于1k Ω，并能够根据输入信号幅值切换调整增益。
电路应实现的功能与技术指标如下：1.根本要求1）放大器能够具有0.1、1、10三档不同增益，并能够以数字方式切换增益。
2）输入一个幅度为0.1～10V的可调直流信号，要求放大器输出信号电压在0.5～5V 范围内，设计电路根据输入信号的情况自动切换调整增益倍率。
3）放大器输入阻抗不小于100kΩ，输出阻抗不大于1kΩ。
2.提高要求1）输入一个交流信号，频率10kHz，幅值范围为0.1～10V〔峰峰值Vpp〕，要求输出信号电压控制0.5～5V〔峰峰值Vpp〕的范围内。
2）能显示不同的增益值。
3.创新要求1〕利用数字系统综合设计中FPGA构建AD采集模块，来实现程控增益放大器的设计。
分析工程的功能与性能指标：首先是根底局部：输入直流电压信号，设计的系统可以自动根据输入信号电压的大小选择放大的倍数讲信号放大并输出。
根据题意，三个档位的具体情况为：输入信号电压：0V—0.5V —5V 5V—10V输出信号电压： 0V—5V 0.5V—5V 0.5V—1V然后是提高局部：输入交流电压信号〔实验中使用正弦信号〕，系统能够检测出交流信号的峰峰值大小，然后根据这个值并按照根底局部的档位要求实现信号的放大输出，且能够实现增益的显示。
创新要求：使用FPGA进行设计。
此系统是可以自动切换三个档位的，所以档位之间的临界值出的相关指标就相当重要了。
具体来说，主要是0.5V处是否准确完成了增益由10到1的跳变，信号的失真度，增益的准确度，以及5V处是否准确完成了增益由1到0.1的跳变，信号的失真度，增益的准确度。
实验2 增益自动切换电压放大电路的设计
东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：电子电路实践第2次实验实验名称：增益自动切换电压放大电路的设计院（系）：专业：姓名：学号：实验室: 实验组别：\同组人员：\ 实验时间：2011年4月14日、21日评定成绩：审阅教师：实验二增益自动切换电压放大电路的设计一、实验内容及要求设计一个电压放大电路，能够根据输入信号幅值自动切换调整增益。
设输入信号频率为0～20KHz，其幅值范围为0.1～10V（峰峰值Upp）。
电路应实现的功能与技术指标如下：1.基本要求当输入为直流信号时，要求设计的电路达到以下要求：(1)当i U<0.5V时，电路的增益约为10倍。
(2)当0.5<i U<3V时，电路的增益约为1倍。
(3)当3<i U<10V时，电路的增益约为0.1倍。
2.提高要求当输入为交流信号时，根据输入电压的峰峰值大小，电路增益仍满足基本要求。
3.发挥部分（1）对输入电压值分档再细化；（2）增益值的显示。
分析项目的功能与性能指标：功能：1）针对不同幅值的信号，进行不同增益的放大。
当i U<0.5V时，电路的增益约为10倍；当0.5<i U<3V时，电路的增益约为1倍；当3<i U<10V时，电路的增益约为0.1倍。
2）对于交流信号，不同增益根据峰峰值划分。
3）用数码管显示增益。
性能指标：1）实现功能要求，放大尽量精准，即尽量减小误差。
2）微调信号幅值跨越临界值（本实验中为0.5V和3V）时，盲区尽量小，即尽量做到增益的立即转换。
3）保证输出信号的稳定性。
二、电路设计(1)电路设计思想（请写明基本要求、提高要求、发挥部分）：1）基本要求：将直流信号的大小与0.5V和3V进行比较，不同的比较结果对应不同的放大倍数。
比较部分可由比较器完成（0.5V和3V由电阻分压得到），放大要求可由同相放大器或反相放大器完成（这里考虑到反相放大器实现小于1的增益可能引起运放的不稳定，故采用同相放大器，这样也无需再加反相器进行反相）。
增益可自动变换放大器课程设计
《模拟电子线路基础》课程设计报告增益可自动变换放大器专业班级学生姓名实验台号指导教师提交日期电话号码目录第一部分系统设计1.1 设计题目及要求 (2)1.2 总体设计方案 (2)1.2.1 设计思路 (2)1.2.2 设计方案 (2)1.2.3 方案论证与比较 (4)第二部分单元电路设计2.1各单元电路及其工作原理或功能说明 (5)2.2各单元电路元件的选取与计算 (9)第三部分整机电路3.1 整机电路图 (13)3.2 元件清单 (14)第四部分性能测量4.1 电路调试 (15)4.1.1 测试使用的仪器 (15)4.1.2指标测试步骤及测量数据 (15)4.1.3 故障分析及处理 (17)4.2电路实现的功能和系统使用说明 (18)第四部分课程设计总结 (20)第一部分设计任务1．1设计题目及要求设计制作一个增益可自动变换的交流放大器。
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）。
3、通过数码管显示当前放大电路的放大倍数，用0、1、2、3分别表示1、2、3、4倍即可。
4、电源采用+5V单电源供电。
5. 能够对任意指定的增益倍数进行保持4秒后恢复到自动切换的巡回状态。
1．2总体设计方案说明1.21 设计方案分析论证1.电压增益可通过由集成运放构成的反相运算电路实现，采用uA324四通用单电源运算放大器。
2．放大器的电压增益由反馈电阻控制，因此只要改变反馈电阻就能切换不同的增益范围。
3．增益的自动切换，可通过译码器输出信号，控制模拟开关来实现不同反馈电阻的接入。
4.模拟开关可以用4052。
5.对某一种增益的选择、保持通常由芯片的地址输入和使能端控制；在进行巡回检测时，其增益的切换频率由时钟脉冲决定。
6.切换的频率由时钟频率决定,时钟脉冲可用由555构成的多谐振荡器产生。
7.保持的功能可以通过由555构成的单稳态电路实现，也可以用161计数器计时。
课程设计：增益自动切换放大电路设计
实验18:增益自动切换放大电路设计 《模拟电路单元及系统实验》
设计样例
华南理工大学电工电子教学实验中心 制作
实验18:增益自动切换放大电路设计 《模拟电路单元及系统实验》
样例说明
（1）增益的自动控制： 在上图中，运算放大器A1与相关的电阻构成同相比例放大电 路。其电压增益Av=(1+RF/R1)，RF为接于运算放大器输出端与 反相端之间的反馈电阻。改变RF(或R1)，即可控制电压增益。图 中用模拟开关来切换反馈电阻。当开关S1闭合(S2，S3断开)时， 电压增益Av=(1+R2/R1)。类似地，当S2或S3单独闭合时，电压 增益Av=(1+R3/R1)或Av=(1+R4/R1)。 （2）输入信号的幅度鉴别 运算放大器A2，A3作为电压比较器。它们的一个输入端分别加 基准电压VRFE1和VRFE2 （这两个基准电压由RW1，R5，R6组 成的分压器获得）。输入信号vI同时加A2，A3的另一个输入端。 A2，A3分别将vI与VRFE1 、VRFE2进行比较，决定它们的输出 A，B是高电平，还是低电平。由A，B电平的高低可判断出输入 信号处于什么范围（即vI < VRFE1 ， VRFE1 < vI < VRFE2还是vI > VRFE2 ）。这样，用A、B两个开关信号控制模拟开关的工作状 态，切换反馈电阻即可实现增益的自动控制。
华南理工大学电工电子教学实验中心 制作
实验18:增益自动切换放大电路设计 《模拟电路单元及系统实验》 故障的检测与排除 １．整机电流检查
接好全部电路后，对照实验原理图仔细地复查一遍，无误后接通电源。同时 监视直流稳压电源电流表头示数，若显示电流较大(可能有短路)，应先关闭电源， 按下面方法检查： （1）断开所有IC与电源的接入线（如图中3模块将打叉的线断开），再接通 电源。 （2） 此时若还有短路故障现象
增益可控放大电路课程设计
增益可控放大电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握增益可控放大电路的基本原理，理解其在实际电路中的应用。
2. 学会分析增益可控放大电路的静态工作点、动态范围及频率响应等性能指标。
3. 掌握增益可控放大电路的电路图绘制及关键元件参数的计算。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识设计、搭建和调试增益可控放大电路的能力。
2. 提高学生运用Multisim等仿真软件对增益可控放大电路进行仿真分析的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术的兴趣，培养其主动学习和探究的精神。
2. 培养学生团队合作意识，学会在团队中发挥个人作用，共同解决问题。
3. 强化学生对工程实践的认识，培养其严谨、细致、负责的工作态度。
课程性质：本课程为电子技术专业课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生已具备基础电子电路知识，具有一定的电路分析和动手能力。
教学要求：结合课程性质和学生特点，将课程目标分解为具体的学习成果，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新能力。
在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动思考，培养其解决问题和团队协作的能力。
同时，加强对学生学习成果的评估，确保课程目标的达成。
二、教学内容1. 理论知识：- 引入放大电路的基本概念，回顾已学的放大电路类型。
- 讲解增益可控放大电路的原理，包括反馈原理、工作状态控制等。
- 分析增益可控放大电路的性能指标，如增益、带宽、线性范围等。
- 介绍Multisim仿真软件在放大电路分析中的应用。
2. 实践操作：- 指导学生绘制增益可控放大电路的电路图，并计算关键元件参数。
- 安排实验室实践，指导学生搭建和调试增益可控放大电路。
- 利用Multisim软件进行仿真实验，验证理论分析结果。
3. 教学大纲：- 第一周：回顾放大电路基础，介绍增益可控放大电路原理。
- 第二周：深入分析增益可控放大电路性能指标，讲解电路设计方法。
- 第三周：实践操作，绘制电路图，进行元件参数计算。
增益自动变换放大电路 设计报告
图 2 放大电路变换控制原理图
2.1.2 放大电路元件的选取与计算
图 3 放大电路变换控制电路实现图
根据 Av=（1+Rf/R1）和设计题所要求的放大倍数 10 倍、5 倍和 2.5 倍可计算得： Av=10 时，R2=90kΩ，选用 91 kΩ 的电阻；Av=5 时，R3=40 kΩ，选用 41 kΩ 的电阻； Av=2.5 时，R4=15 kΩ，选用 15 kΩ 的电阻。
第四部分 性能指标的测试................................................................................................................ 9 4.1 电路调试 ............................................................................................................................ 9 4.1.1 测试仪器与设备......................................................................................................... 9 4.1.2 指标测试及测量数据................................................................................................... 9 4.1.3 故障分析及处理......................................................................................................... 9 4.2 电路实现的功能和系统使用说明........................................................................................... 9
增益可控射频放大器设计方案
通过频率补偿方法提高放大器的稳 定性，如采用LC振荡电路。
04
实验与测试
实验设备和方法
射频放大器
采用XX公司生产的XX型号射频 放大器，其工作频率范围为XX至
XX MHz，增益控制范围为XX dB，输出功率最大值为XX W。
测试设备
包括信号发生器、功率计、频率 计、示波器等。
测试方法
将射频放大器与信号发生器连接 ，调整信号发生器的输出频率和 功率，然后测量射频放大器的输 出功率和频率，同时观察示波器
增益可控射频放大器设计方案
汇报人： 日期:
contents
目录
• 引言 • 射频放大器基础 • 增益可控射频放大器设计 • 实验与测试 • 结论与展望 • 参考文献
01
引言
研究背景和意义
背景
随着通信技术的快速发展，射频信号的应用越来越广泛，而射频放大器是通信 系统中不可或缺的一部分。因此，设计一款增益可控的射频放大器，对于提高 通信系统的性能和灵活性具有重要意义。
射频ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ大器的主要参数
带宽
表示放大器可以工作的频率范 围，通常用兆赫兹（MHz）表 示。
非线性失真
表示放大器对输入信号的畸变 程度，通常用百分比表示。
增益
表示放大器对输入信号的放大 倍数，通常用分贝（dB）表示 。
噪声系数
表示放大器引入的噪声对信号 的影响程度，通常用分贝（dB ）表示。
效率
表示放大器在工作时所消耗的 功率与输出功率的比值，通常 用百分比表示。
负反馈设计
利用负反馈减小放大器的 增益，实现可控增益。
微调电路设计
通过微调电路对放大器的 增益进行精细控制，以实 现更精确的增益控制。
自动增益可变直流放大器
电子课程设计报告课题名称：自动增益可变直流放大电路设计时间：2010年10月使用仪器：万用表、直流电压表学生姓名：梁洲（2008071070）、唐鸿（2008071063）所在班级：测控技术与仪器082班一、实验目的：1． 掌握protel99的基本使用方法及PCB 的制作方法； 2． 掌握制作电路板的整体工序； 3． 培养自主学习和独立设计电路的能力； 4． 增强团队合作的能力。
二、实验内容：(1) 课题名称：自动增益可变直流放大电路(2) 内容摘要：各种传感器采集的电信号必须经过放大，故信号的放大，是测量系统的重要环节。
在实际工程应用中，有时需要在同样的信号输入的情况下，根据输入范围的不同输出的电压也不同，即电流放大增益不同。
而本文即采用不需换档自动调节直流的增益放大器来实现信号的放大。
(3) 设计指标(要求)：当输入信号为0～50mV 时，放大100倍； 当输入信号为50mV ～500mV 时，放大10倍；当输入信号为0.5V ～5V 时，放大1倍；并能根据输入信号大小，自动改变放大倍数。
(4) 方案选择与系统框图：方案选择系统框图利用LM324放大器构成的窗口比较器,将模电信号转化为数字电路中的高低电平.设定门限电压为0.5V和0.05V,当输入不同的电压就将信号转化为高低电平.当输入为大于0.5V时, B端输出为高电平，A端输出为低电平。
电压Ui介于于0.5V与0.05之间时,B端输出为低电平，A端输出为低电平。
当输入电压Ui小于0.05V时,B端输出为低电平，A端输出为高电平。
在利用CD4051八选一数据选择器,选择不同的电阻值实现不同的放大。
1．电源指示灯模块利用发光二极管作为电源指示灯，批示电源是否接通。
电路原理图如右图所示。
发光二极管的压降Uon约为1.8V,通过二极管的电流I=(Vcc-Uon)/R.2. 模数转换模块(窗口比较器)当输入电压Ui大于0.5V时,B端输出为高电平，A端输出为低电平。
增益可自动变换的放大器的设计
信息科学与工程学院课程设计报告（2009 —2010 学年第一学期）课程名称：电子技术基础设计与实现班级：学号：姓名：指导教师：2010 年 1 月课程设计题目：增益可自动变换的放大器的设计目的与任务：对所学的电子技术基础知识进行一次综合运用，为下一步继续学习专业知识奠定基础。
学生通过本课程设计可以进一步理解模拟电子技术、数字电子技术、电路理论等方面的相关知识，并可综合运用这些知识解决一定的实际问题，使学生在所学知识的综合运用能力上以及分析问题、解决问题能力上得到一定的提高。
内容和要求：（一）设计一个增益可自动变换的直流放大器。
1、输入信号为0～1V时，放大3倍；为1V～2V时，放大2倍；为2V～3V时，放大1倍；3V以上放大0.5倍；2、通过数码管显示当前放大电路的放大倍数，用0、1、2、3分别表示0.5、1、2、3倍即可。
3、电源采用±5V电源供电。
（二）设计一个增益可自动变换的交流放大器。
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、对指定的任意一种增益进行选择和保持，保持后可返回巡回状态;3、通过数码管显示当前放大电路的放大倍数，用1、2、3、4分别表示1、2、3、4倍即可。
4、电源采用±5V电源供电。
三、课程设计步骤1、查阅资料，确定上述两个设计任务的设计方案；2、设计电路，进行参数计算；3、用MULTISIM软件进行仿真；4、写出设计总结报告。
四、参考元器件集成芯片：NE555、LM324、74LS138、CC40106, CC4013、CD4052、CC4066、74LS161，CD4011，741等。
电阻若干；电容若干；LED数码管；设计内容（原理图以及相关说明、调试过程、结果）增益可自动变换的直流放大器一、设计方案放大器的电压增益由反馈电阻控制，因此只要改变反馈电阻就能切换不同的增益范围；增益的自动选择，可通过比较器输出信号，控制模拟开关来实现不同反馈电阻的接入,从而实现选择相应的放大电路增益。
可控增益放大器课程设计
可控增益放大器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解可控增益放大器的基本原理，掌握其组成部分及功能。
2. 学生能掌握可控增益放大器的电路分析方法，并运用相关公式进行计算。
3. 学生能了解可控增益放大器在实际应用中的优缺点，例如在信号处理、通信等方面的应用。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的可控增益放大器电路，并进行仿真实验。
2. 学生能通过实验数据分析，优化可控增益放大器电路，提高其性能。
3. 学生能熟练使用相关仪器和软件进行电路搭建、调试和测试。
情感态度价值观目标：1. 学生对电子技术产生兴趣，培养探究精神和创新意识。
2. 学生在团队协作中，培养沟通、交流和合作能力。
3. 学生认识到可控增益放大器在实际应用中的重要性，增强社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为电子技术专业课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础知识，对电路分析有一定了解，但对可控增益放大器的具体应用尚不熟悉。
教学要求：注重理论与实践相结合，引导学生通过动手实践，巩固理论知识，提高实际操作能力。
同时，关注学生的个性化发展，培养其创新精神和团队协作能力。
通过本课程的学习，使学生能够掌握可控增益放大器的核心知识，具备一定的电路设计和优化能力。
二、教学内容1. 可控增益放大器基本原理- 介绍可控增益放大器的工作原理及组成部分- 分析可控增益放大器的类型及其特点2. 可控增益放大器电路分析- 掌握可控增益放大器的电路模型及分析方法- 学习相关电路参数计算公式及其应用3. 可控增益放大器电路设计- 学习可控增益放大器电路设计方法- 了解不同应用场景下可控增益放大器的选型及优化4. 实践操作与仿真实验- 搭建简单的可控增益放大器电路，进行性能测试- 利用相关软件进行可控增益放大器电路的仿真实验5. 教学案例分析与讨论- 分析实际应用中的可控增益放大器案例- 讨论可控增益放大器在实际应用中的优缺点及改进方法教学内容安排与进度：第1周：可控增益放大器基本原理及类型介绍第2周：可控增益放大器电路分析及参数计算第3周：可控增益放大器电路设计及选型第4周：实践操作与仿真实验第5周：教学案例分析与讨论教材章节及内容：第1章：可控增益放大器概述第2章：可控增益放大器电路分析第3章：可控增益放大器电路设计第4章：可控增益放大器实践与仿真第5章：可控增益放大器应用案例与讨论三、教学方法1. 讲授法：- 对于可控增益放大器的基本原理、电路分析方法和设计原理等理论知识，采用讲授法进行教学。
增益可自动变换的放大器设计
增益可自动变换的放大器设计一、设计要求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1赫兹。
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4秒）。
二、设计方案1、方案图：2、功能说明：此电路由电源电路，时钟脉冲产生电路，具有延时功能的脉冲产生、反相电路、计数电路、译码驱动电路、数码显示电路、具有选择功能的电路、电阻网络以及放大电路九部分组成。
增益可自动变换的放大器是通过以下方式来实现其功能的：时钟脉冲产生电路控制增益的切换频率，并通过计数电路对某一种增益进行选择；具有延时功能的脉冲产生电路通过对计数电路使能端的控制达到对某一种增益保持的目的；通过译码驱动显示电路显示不同的放大倍数；通过计数电路输出的信号控制具有选择功能的电路来实现不同反馈电阻的接入，从而实现了不同增益范围的切换。
三、电路设计与分析1、时钟脉冲产生电路、具有延时功能的脉冲产生电路及反向电路该部分电路的核心器件是555定时器，其中，时钟脉冲产生电路是由555定时器组成的多谐震荡器，具有延时功能的脉冲产生电路是由555定时器组成的单稳态触发器。
其具体电路如下：图一时钟脉冲产生电路图二具有延时功能的脉冲产生电路及反向电路555定时器（又称时基电路）是一个模拟与数字混合型的集成电路。
按其工艺分双极型和CMOS型两类，其应用非常广泛。
2、555定时器的组成和功能图1—1是555定时器内部组成框图。
它主要由两个高精度电压比较器A1、A2，一个RS触发器，一个放电三极管和三个5KΩ电阻的分压器而构成。
图6—1555定时器组成框图它的各个引脚功能如下：1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。
8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4、5 ~16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~18V。
一般用5V。
3脚：输出端Vo2脚：低触发端6脚：TH高触发端4脚：是直接清零端。
当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、TH 处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
增益可调放大器的设计
增益可调放大器的设计摘要本设计利用两级可控增益放大器AD603芯片为设计核心，根据AD603的放大原理公式计算出实现指标增益所需要的反馈电阻值，实现增益控制;同时使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激，使得系统抗干扰能力加强，工作稳定性达到预期目标。
设计的可控增益放大器通过仿真调试，能够满足通频带10Hz～5MHz稳定指标的要求，实现增益在0～56dB的线性可调，增益误差小于1.4dB，系统噪声小于20mV。
系统达到了宽频带、低噪声、工作稳定的设计目标。
关键词AD603 放大器增益控制通频带第一章绪论1.1课题的背景及选题的意义近年来随着计算机和互联网的迅速普及，多媒体信息的高速传输呈现飞速增长的趋势。
放大器作为集成电路的一种的重要的组成部分是国内外研究的热点。
目前集成放大器的研究主要集中在多级运放的补偿、宽带高速运放、满足专用放大器的特殊结构和提高通用放大器指标的方法等这几个方向。
但是可变增益放大器的研究国外开展较多，国内目前已有少量关于可变增益放大器的研究，主要是基于CMOS工艺的可变增益放大器设计方法。
宽带放大器在光纤通信、电子战设备及微波仪表等方面应用越来越广泛。
这些系统一般要求放大器具有增益可调、宽频带、低噪声、工作稳定等特点。
可变增益放大器是一种通过改变电路某一参量对放大器增益进行调节的放大器，广泛应用于无线通讯、医疗设备、助听器、磁盘驱动等领域。
1.2 放大器的分类（1）通用型集成运算放大器通用型集成运算放大器是指它的技术参数比较适中，可满足大多数情况下的使用要求。
通用型集成运算放大器又分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，其中Ⅰ型属低增益运算放大器，Ⅱ型属中增益运算放大器，Ⅲ型为高增益运算放大器。
Ⅰ型和Ⅱ型基本上是早期的产品，其输入失调电压在2mV左右，开环增益一般大于80dB。
（2）高精度集成运算放大器高精度集成运算放大器是指那些失调电压小，温度漂移非常小，以及增益、共模抑制比非常高的运算放大器。
增益可自动变换的放大器的设计学习资料
CD4066勺引脚功能如图1所示。每个封装内部有4个独立的模拟开关，每个模拟开 关有输入、输出、控制三个端子，其中输入端和输出端可互换。当控制端加高电平时， 开关导通；当控制端加低电平时开关截止。模拟开关导通时，导通电阻为几十欧姆；模 拟开关截止时，呈现很高的阻抗，可以看成为开路。模拟开关可传输数字信号和模拟信 号，可传输的模拟信号的上限频率为40MHz各开关间的串扰很小，典型值为—50dB。
1、 放大器增益可在1倍2倍3倍卜4倍四档间巡回切换，切换频率为1Hz;
2、 对指定的任意一种增益进行选择和保持，保持后可返回巡回状态；
3、 通过数码管显示当前放大电路的放大倍数，用1、2、3、4分别表示1、2、3、4倍即可。
4、电源采用土5V电源供电。
三、课程设计步骤
1、查阅资料，确定上述两个设计任务的设计方案；
上图所示电路，将比较结果的模拟信号转换为数字信号，再由下一级的模拟开 关来选择相应的负反馈电路。模拟信号转换为数字信号后，四位信号只有一个是高 电位，从而能准确地选择负反馈电路。上图电路使用的是单门限，所以要满足题目 要求必须得用与的逻辑关系使之实现双门限的功能。门电路所反馈的信号可作为模 拟开关接通电路的使能信号。
2、设计电路，进行参数计算；
3、用MULTISIM软件进行仿真；
4、写出设计总结报告。
四、参考元器件
集成芯片：NE555、LM324、74LS138、CC40106, CC4013 CD4052、CC4066、74LS161，CD4011，741等。
电阻若干；
电容若干；
LED数码管；
V0
设计内容（原理图以及相关说明、调试过程、结果）
增益可自动变换的放
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课程名称：课程设计1 班级：
学号：
姓名：
指导教师：
2013 年5 月
三、实验原理，内容及步骤（包括实验原理、电路图、数据处理、实验结果等）
1、主要元器件的功能介绍
（1）LM324四集成元算放大器
引脚图：
LM324内含4个独立的高增益、频率补偿的运算放
大器，既可接单电源使用(3～30V)，也可接双电源使用(±
1.5～±15v)，驱动功耗低，可与TTL逻辑电路相容。
而在该电路
中，LM324的作用是放大信号和电压比较。
（2）74LS138
引脚图：
74LS138芯片功能表
74LS138的八个输出引脚，任
何时刻要么全为高电平1—芯片
处于不工作状态，要么只有一个
为低电平0，其余7个输出引脚
全为高电平1。
如果出现两个输
出引脚同时为0的情况，说明该
芯片已经损坏。
工作原理：当一个选通端（G1）为
高电平，另两个选通端（/(G2A)和
/(G2B)）为低电平时，可将地址端（A、B、c）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。
所以，74LS138电路在该处的作用是将输出电压接入138的输入端，转化为高低电平的有用信号。
（3） CD4066
引脚图：
CD4066是四双向模拟开关，主要用作模拟
或数字信号的多路传输。
CD4066由四个相互独立
的双向开关组成，每个开关有一个控制信号端，
开关可以相互独立地开断，互补影响。
功能表：
2、实验原理及设计图 （1）、各部分电路功能说明
通过三个电压比较器来选择放大器的放大倍数。
电压比较器的反相端加一个固定电压做参考电压，另一端加一个待比较的信号电压。
当同相输入端电压高于反相输入端时，输出端为高电平。
当同相输入端电压低于反相输入端时，输出端为低电平。
用电阻分压来设定输入信号为０～１Ｖ，１～２Ｖ，２～３Ｖ及３Ｖ以上电压比较。
此处用一个20K ，三个10K 电阻控制信号。
工作
情况：
经过电压比较器比较选择之后，将Q2、Q1、Q0的结果输入给74LS138的地址线C 、B 、A 。
然后通过Y0、Y6、Y4、Y7输出。
输入 输出 Vi Q2 Q1 Q0 0~1 0 0 0 1~2 1 0 0 2~3 1 1 0 >3 1 1 1
通过74LS138的Y0、Y6、Y4、Y7输出来控制4066BD 模拟开关来对反馈电阻进行选择。
途中74LS138和4066BD 之间的74LS04则是将74LS138的低电平有效转换为4066BD 所选的高电平有效。
4066BD 四个输出端并联30K ，20K ，10K ，5.1K 四个反馈电阻Rf ，Ri=5K 。
V0=-（Ri/Rf ）*Vi.
最后通过数码管显示0、1、2、3显示放大倍数0.5、1、2、3倍
输出方程组：01,00==Y Y ，A B Y *3=，
C B A C B A Y *****4=
C B A 引脚信号 Y1 Y2 Y3 Y4 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1
1
1
3、增益可自动变换的直流放大器总图
四、实验结果
1、仿真实验结果（1）电压为0.5V时
（2）电压为1.5V时
（3）电压为2.5V时
（4）电压为3.1V时
2、硬件调试结果：（1）、电压为0.5V时
（2）电压为1.61V时
（3）电压为2.61V时
（4）电压为3.71V时
第二部分：
一、设计一个增益可自动变换的交流放大器。
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、对指定的任意一种增益进行选择和保持，保持后可返回巡回状态;
3、通过数码管显示当前放大电路的放大倍数，用0、1、2、3分别表示1、2、3、4倍即可。
4、电源采用±5V电源供电。
二、实验仪器和器材
主要器材：
LM555CM,74LS160,74LS138,4066BD,74LS00,74LS02,LM324,
KEY,数码管，电阻若干等。
三、实验原理，内容及步骤（包括实验原理、电路图、数据处理、实验结果等）
1、主要元器件功能介绍
74LS138，4066BD，LM324在增益可自动变换的直流放大器中已做介绍(1)、LM555CM定时器
555芯片功能表
555定时器是一款广为应用的集成电路，在该电路中，起着定时脉冲作用用以产生固定的频率。
(2)、74LS160引脚图和功能表
在该电路中，74LS160用于计数电路中，采用异步清零法产生一个可循环序列。
而序列的产生则由控制时钟信号完成。
2、实验原理及设计图 （1）、各部分电路功能说明
555芯片在这电路中是间接反馈无稳态电路，可以产生定时脉冲信号，根据C
R R T f )2(43
.1121+≈
=
，为了产生1Hz 的频率，这里取F C K R R υ10,48121=Ω==。
该部分是增益保持电路，保持功能由555芯片何其共同完成，该部分主要作用是为了使得增益循环而产生一个循环序列。
采用异步清零法。
产生的序列是
74LS138D 则对74LS160D 的四个输出状态进行译码，并由YO,Y1，Y2，Y3分别对应增益1~4倍。
QA QB QC QD 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0
该部分电路是手动开关选择增益倍数
当J3接高电平时，和74LS160使能端相连，此时，换为自动切换，当J3接低电平时，74LS138的G2A,G2B 低电平有效，此时，手动切换。
该部分电路用74LS00D 使得74LS138D 的输出变为高电平。
使用4066BD 模拟开关实现每个增益的反馈， 两个LM324分别实现反向放大，和增益为-1 的反向放大。
公式Vi Rf
Ri
V *0-
=，取Ri=10K, 所以，四个电阻分别选10K ，20K ，30K ，40来 实现增益1~4倍。
J3
J2J1 增益 接地
00 1 01
2
10 3 11
4 接高电平
换成自动控制
数码管显示电路部分
b
a
d
b
a
c
b
a+
=
+
=
=
=,
,0然后用两个或非门使数码管计数。
3、增益可自动变换的交流放大器总图与非门输出
ABCD
LED引脚abcd LED显示1000 0000 0
0100 0001 1
0010 0010 2
0001 0011 3
4、实验仿真结果
（1）增益可自动切换波形图（开关J3置1）
增益1倍自动切换为2倍波形图增益2倍自动切换为3倍波形图
增益3倍自动切换为4倍波形图增益4倍自动切换为1倍波形图
（2）手动增益波形图（J3置0）
增益1倍开关位置电路图和波形图
此时开关JI,J2均置0。
- 20 -。