数字式可调增益放大电路设计与仿真
可变增益放大器
电子设计竞赛题目：可变增益放大器学院：自动化工程学院班级：08级自动化二班学号：200840604055姓名：杨嘉伟时间：2010年11月16日设计任务一、题目设计制作一个增益可变的交流放大器。
二、要求1．基本部分（1）放大器增益可在0.5倍、1倍、2倍、3倍四档间巡回切换，切换频率为1Hz；（2）可以随机对当前增益进行保持，保持时间为5s，保持完后继续巡回状态；（3）对指定的任意一种增益进行选择和保持（保持时间为5s），保持完后返回巡回状态；（4）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；2．发挥部分（1）对于不同的输入信号自动变换增益：a．输入信号峰值为0—1V，增益为3；b．输入信号峰值为1—2V，增益为2；c．输入信号峰值为2—3V，增益为1；d．输入信号峰值为3V以上，增益为0.5；（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。
基础部分一、设计方案及组成框图分析设计要求，确定大致思路如下：①这个电路可以采用反相比例放大器实现对输入信号进行放大。
A u=-R f/R 控制反相比例放大电路的反馈电阻实现放大器增益的变换, 即控制R f的阻值。
输出信号经过反相跟随器，使输入信号与放大信号同相。
②想实现R f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，需要使用多谐振荡器输出脉冲进行控制。
③要想对一种增益进行选择和保持，需要用一个单稳态触发器来实现电路这一功能。
④想随机和任意地对一种增益选择和保持，需要用到触发式单刀双掷开关以及逻辑与、逻辑或构成逻辑电路对其进行控制。
⑤最后该电路主要部分，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组成的多谐振荡电路产生频率为1Hz的振荡波形，由555组成的单稳态实现对增益保持5秒的功能。
12 自动增益直流放大器设计仿真与实现
课程设计任务书
学生姓名：专业班级：
指导教师：工作单位：信息工程学院
题目: 自动增益直流放大器设计仿真与实现
初始条件：
可选元件：集成运算放大器、电阻、电位器、电容若干，直流电源，或自备元器件。
可用仪器：示波器，万用表，直流稳压源，函数发生器
要求完成的主要任务:
（1）设计任务
根据要求，完成设计一个增益可自动变换的直流放大器电路的仿真设计、装配与调试鼓励自制稳压电源。
（2）设计要求
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选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。
③利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原理
并仿真实现系统功能。
④安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。
⑤选做：利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。
时间安排：
1、前半周，完成仿真设计调试；并制作实物。
2、后半周，硬件调试，撰写、提交课程设计报告，进行验收和答辩。
指导教师签名：年月日
系主任（或责任教师）签名：年月日。
数控增益放大器综合设计与仿真
数控增益放大器综合设计与仿真张1111111111电子信息实验室2010.12.21—2010.12.24一、课程任务：在Multisim软件环境下设计一个数字控制增益放大器，在控制键作用下，放大器的增益能够依此在1-8之间进行转换，并用LED数码管显示放大器的增益。
二、设计目的：1、熟悉Multsim软件的使用方法;2、熟悉运算放大器,计数器,模拟开关,加法器,译码/显示电路的用法;3、掌握电路工作原理,熟悉主要元器件的功能;三、工作原理：放大器的增益应在1~8之间,因此,可选择下图的同相输入比例放大器,其电压增益为A=1+R2/R1，如果取R1=10K，则可以通过改变R2实现增益的改变，当R2=0时，Auf=1；当R2=10K，Auf=2;当R2=20K，Auf=3；依次类推，当R2=70K，Auf=8.为达到放大器增益数字控制的目的，可由模拟开关和电阻构成数控电阻网络，代替图中的R2，通过改变模拟开关的地址编码，实现数控电阻的目的，由此设计出电路。
图中有74LS160构成八进制计数器，计数器的Q2,Q1,Q0作为模拟开关CC4051的地址的输入。
每按动一下按键S1，计数器加1，数控电阻网络的等效电阻网络发生变化，由此控制放大器的增益在1~8之间变化。
74LS283为二进制加法器，通过加一运算，将计数器的值转换为电压放大倍数。
四、设计内容与步骤：(1)、熟悉Multisim软件的使用方法；(2)、掌握电路工作原理熟悉主要元器件功能；(3)、按照实验要求确定元器件型号与参数，用模拟开关AD7510、74LS04和译码器74LS138完成CC4051整体电路的设计，并形成子电路，如图1所示；(4)、完成整体电路的设计，如图2所示；(5)、对电路进行仿真，验证设计结果。
五、设计心得体会：通过这次的仿真实验，让我学会了Multsim软件的使用方法，通过寻找元件、连线和最后的仿真得到了最后的结果，让我对相关芯片有了进一步的了解和把握，这有利于我在实际工作对芯片的操作，而且把相应知识提升到一个新的层次。
增益为1的放大器仿真
增益为1的放大器仿真摘要：1.引言2.放大器仿真的概念与重要性3.增益为1 的放大器原理4.增益为1 的放大器仿真实例5.结论正文：【引言】在电子电路设计中，放大器是一种常见的信号处理元件，其作用是将输入信号的幅度放大或缩小。
放大器的性能指标包括增益、带宽、输入和输出阻抗等。
其中，增益是衡量放大器放大效果的重要参数。
对于增益为1 的放大器，尽管其增益值看似简单，但在实际电路设计和系统应用中，却具有重要的意义。
本文将针对增益为1 的放大器进行仿真分析。
【放大器仿真的概念与重要性】放大器仿真是指利用计算机技术，通过建立数学模型并进行数值计算，模拟实际放大器的工作性能。
放大器仿真的重要性体现在以下几个方面：1.节省时间和成本：通过仿真可以快速评估放大器设计方案的可行性，有效避免多次反复的实际测试，降低研发成本。
2.优化性能：通过仿真可以找出放大器设计中的不足之处，并针对性地进行优化，提高放大器的性能。
3.预测可靠性：通过仿真可以预测放大器在实际应用中的稳定性和可靠性，为产品提供质量保障。
【增益为1 的放大器原理】增益为1 的放大器，顾名思义，其输出信号与输入信号的幅度相等。
虽然看似简单，但其工作原理却十分丰富。
理想的增益为1 的放大器应具备以下特点：1.无失真：输出信号与输入信号的波形相同，无失真。
2.无增益：输出信号与输入信号的幅度相同，无增益。
3.无阻抗：输入和输出阻抗相等，保证信号的传输效率。
【增益为1 的放大器仿真实例】为了验证增益为1 的放大器的性能，我们可以通过仿真软件（如Multisim、PSPICE 等）进行模拟。
以下是一个简单的增益为1 的放大器仿真实例：1.搭建电路：根据电路原理，搭建一个增益为1 的放大器电路，包括输入电阻、输出电阻和放大器核心部分。
2.设定参数：设置电路的工作电压、输入信号的频率和幅度等参数。
3.运行仿真：运行仿真软件，观察输出信号的波形和幅度，评估放大器的性能。
增益可调差动放大器的设计(特别版)
说明：这篇课题设计是小酒花生为陈姐特别制作!如果需要可以进行修改，若觉得不是很满意，那么自己可以设计更好的；倘有不妥之处，还请多多指正，谢谢！！！增益可调差动放大器的设计与仿真物理信息学院08电科二班XXX20081030XX摘要：本课题设计利用增益可调放大器uA709芯片为设计核心，根据uA709的放大原理，利用公式计算出放大倍数，然后利用专业软件（如ORCAD）模拟和仿真增益可调放大器电路，并测出其电压及电压增益的实际值！关键字：UA709LM709CN ORCAD一﹑课题背景：近年来随着计算机和互联网的迅速发展和普及，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。
但是可调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调增益放大器的研究，主要是基于CMOS工艺的可调增益放大器的设计放大。
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、低噪音、工艺稳定等特点。
可调增益放大器是一种通过改变电路某一参对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。
差动放大电路又叫差分电路，他不仅能有效的放大直流信号，而且能有效的减小由于电源波动和晶体管随温度变化多引起的零点漂移，因而获得广泛的应用。
特别是大量的应用于集成运放电路，他常被用作多级放大器的前置级。
基本差动放大电路由两个完全对称的共发射极单管放大电路组成，该电路的输入端是两个信号的输入，这两个信号的差值，为电路有效输入信号，电路的输出是对这两个输入信号之差的放大。
设想这样一种情景，如果存在干扰信号，会对两个输入信号产生相同的干扰，通过二者之差，干扰信号的有效输入为零，这就达到了抗共模干扰的目的。
增益可自动变换放大器的设计与实现
增益可自动变换放大器的设计与实现一、设计任务及指标：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、设计原理以及内容：1、时钟产生电路：利用555电路组成多谐振荡器，管脚3输出所产生的时钟信号，其频率计算公式为：F=1/T=1.44/C1（R1+2R2）令C1=10uF,R1=R2,则带入公式可求：R1=R2=48k ohm在multisim里所组成的电路图如左：2、序列产生电路：用74LS161构成四位加法计数器采用异步清零法，产生QD QC QB QA :0000-0001-0010-0011-0000序列，使得增益循环变换。
将QC通过非门接到CLR段，当QC为1时，计数器异步清零。
3、译码电路：将74LS161的四个状态进行译码,1Y0到1Y3输出端分别是对增益1到4倍的选择4、选择保持电路：手动实现4个增益状态的选择：将74LS161的使能端与J3、U6A的使能端连接，并通过非门连到U4A 的使能端，当J3为高电平的时候，74LS161与U4A 工作，实现增益的自动变换；当J3接地的时候，U6A工作，实现增益的选择与保持。
5、数码管显示电路：1）由于74LS139工作时输出低电平，不工作时输出高电平，所以将两个74LS139的输出端分别与非，使工作时ABCD输出高电平。
J3 J2J1 增益0 00 101 210 311 41 自动控制2）连接到数码管：A B C D a b c d 显示 1000 0000 0 0100 0001 1 0010 0010 2 000100113a=b=0 c: c= A _B _ = A+B ___________d: d= A _C _ = A+C ___________所以把a,b 接地，用两个或非门实现c,d 的连接。
增益放大器f005仿真
增益放大器f005仿真增益放大器是电子电路中常见的一种器件，它能够将输入信号放大到更高的幅度，以便于后续电路的处理或传输。
在实际应用中，我们常常需要通过仿真来验证增益放大器的性能。
本文将以增益放大器f005的仿真为主题，从设计原理、仿真结果和实际应用等方面进行讨论。
我们来了解一下增益放大器f005的设计原理。
增益放大器通常由一个放大器和反馈网络组成。
放大器的作用是将输入信号放大到更高的幅度，而反馈网络则通过将一部分输出信号反馈到输入端，以实现对放大器增益的控制和稳定。
在f005的设计中，我们采用了一种特殊的放大器结构，以实现更高的增益和更好的线性度。
接下来，我们通过仿真来验证f005增益放大器的性能。
在仿真过程中，我们需要设置合适的输入信号和工作条件，以得到准确的仿真结果。
通过仿真软件，我们可以得到f005增益放大器的输入输出特性曲线、频率响应和非线性失真等重要参数。
这些仿真结果将直接影响到增益放大器的实际应用效果。
通过对f005增益放大器的仿真结果进行分析，我们可以得出一些重要的结论。
首先，增益放大器的增益随着频率的增加而下降，这是由于放大器本身的带宽限制所导致的。
其次，增益放大器的线性度很高，可以满足大多数实际应用的要求。
最后，增益放大器的非线性失真较小，对输入信号的失真较小，能够保持较好的信号质量。
在实际应用中，f005增益放大器可以广泛应用于音频放大、通信系统和测量仪器等领域。
例如，在音频放大中，增益放大器可以将低电平的音频信号放大到足够的幅度，以驱动扬声器产生清晰、高质量的声音。
在通信系统中，增益放大器可以将微弱的信号放大到足够的强度，以便于传输和处理。
在测量仪器中，增益放大器可以放大微弱的信号，以提高测量的灵敏度和准确性。
增益放大器f005的仿真是验证其性能的重要手段。
通过仿真，我们可以了解到增益放大器的设计原理、性能参数和实际应用等方面的信息。
这对于电子工程师和研究人员来说是非常有价值的。
增益为1的放大器仿真
增益为1的放大器仿真增益为1的放大器是一种特殊的放大器，其输出信号的幅度与输入信号的幅度相等，但是为了实现这种增益，放大器需要提供一定的功率增益。
在本文中，我们将详细讨论增益为1的放大器的工作原理、设计和仿真。
1. 引言放大器是电子电路中常见的一个模块，它可以将输入信号的幅度放大到所需的水平。
增益为1的放大器是一种特殊的放大器，它不改变输入信号的幅度，但是仍然需要提供一定的功率放大。
2. 工作原理增益为1的放大器可以被看作是一个信号放大器和功率放大器的组合。
它首先接收输入信号并将其放大到所需的水平，然后通过一个功率放大器将放大后的信号输出。
3. 设计设计增益为1的放大器可以通过两个步骤完成：选择一个合适的信号放大器并选择一个合适的功率放大器。
3.1 信号放大器选择在选择信号放大器时，我们需要考虑以下几个因素：a. 增益：选择一个增益为1的放大器，我们需要选择一个具有单位增益的信号放大器。
b. 带宽：选择一个具有足够带宽的放大器，以便能够放大输入信号的所有频率成分。
c. 噪声：选择一个具有较低噪声的放大器，以保持输出信号的清晰度。
3.2 功率放大器选择在选择功率放大器时，我们需要考虑以下几个因素：a. 输出功率：选择一个能够提供所需输出功率的功率放大器。
b. 效率：选择一个能够提供高效转换的功率放大器，以减少功率损耗。
c. 稳定性：选择一个具有稳定性的功率放大器，以避免任何不稳定性对输出信号的影响。
4. 仿真在设计完成后，我们可以使用仿真软件来验证增益为1的放大器的性能。
仿真可以帮助我们评估放大器的带宽、噪声和功率输出等方面。
4.1 仿真软件选择选择一个适合的仿真软件对于仿真增益为1的放大器是非常重要的。
常见的仿真软件包括MATLAB、LTspice和ADS等。
4.2 仿真设置在进行仿真之前，我们需要设置仿真参数，包括放大器的输入信号、电源电压和负载等。
仿真参数的选择应该基于实际应用需求。
4.3 仿真结果分析仿真结果将给出增益为1的放大器的输入输出特性、频率响应和功率输出等信息。
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。
自动增益控制放大器的设计与实现
自动增益控制放大器的设计与实现程望斌1, 杨陈明1, 江 武1, 贺利苗2, 佘凯华1, 龙 杰1(1. 湖南理工学院 信息与通信工程学院, 湖南 岳阳 414006; 2. 湖南理工学院 经济与管理学院, 湖南 岳阳 414006) 摘 要: 为实现稳定输出, 需对放大器系统的增益进行自动控制. 本文提出了自动增益控制放大系统的总体设计方案, 并对主要功能模块进行了方案比较与论证, 重点对硬件系统和软件系统进行了详细设计, 最后对系统进行了完整测试, 并对检测结果进行了分析. 结果表明: 系统稳定可靠、操控方便, 具有较好的人机交互性能.关键词: 自动增益控制; MSP430单片机; 直流放大; PGA2310中图分类号: TN432 文献标识码: A 文章编号: 1672-5298(2015)02-0048-05Design and Realization of Automatic Gain Control AmplifierCHENG Wang-bin 1, YANG Chen-ming 1, JIANG Wu 1, HE Li-miao 2,SHE Kai-hua 1, LONG Jie 1(1. College of Information and Communication Engineering, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang 414006, China;2. College of Economics and Management, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang 414006, China) Abstract : To achieve the stable output, amplifier system needs to be automatically regulated. This paper presents the automatic gain control amplifier system overall design, compares and demonstrates the main function module scheme. The hardware system and software system is emphasis designed in detail. Finally system is completely tested, and the testing results are analyzed. The results show that the system has good man-machine interactive performance and also the system is stable and reliable, in addition, and it is easy to control.Key words : automatic gain control; MSP430 microcomputer; Dc amplifier; PGA2310引言随着电子信息技术的迅速发展, 信号传输与增益控制技术广泛应用于军事、工业等行业, 具有较好的研发价值. 自动增益控制, 可以使系统的输出信号保持在一定范围内, 因此在信号传输领域得到广泛应用. 本文设计的数字式自动增益控制放大器, 是利用线性放大和压缩放大的有效组合对输出信号进行调整[1]: 当输入信号较弱时, 线性放大电路工作, 保证输出信号的强度; 当输入信号强度达到一定程度时, 启动压缩放大线路, 使输出幅度降低, 衰减输入信号, 从而实现放大器的自动增益控制.1 系统总体设计方案系统共分为三大部分: 第一部分为稳幅功能模块, 采用−95.5dB~31.5dB 程控放大, 通过NE5532跟随器, 实现稳幅功能. 比如对幅值在10mV~1V 的输入信号, 可使输入信号有效值稳定在353.5mV 左右, 且在其频率带宽范围内, 保证其幅频曲线稳定, 以及后级的功率放大电路稳定. 第二部分为峰值检波模块, 其采用AD637进行真有效值峰值检波. 第三部分为功率放大器, 采用运放NE5532, 在满功率带宽为100KHz 且幅值达到10V 时, 其压摆率为9V/us, 能够满足要求, 并且能支持±20V 供电. 再利用场效应管实现其输出电流的扩流, 就能使功率到达10W. 通过单片机MSP430G2553控制既实现了放大器电压增益Av 可自动调节并显示, 又降低了整个系统的成本. 因而系统效率高, 成本低, 可靠性和稳定性较强.输入信号经过电压跟随器, 将输入信号送给PGA2310自动调节增益AGC 模块, 通过控制器MSP430G2553对其进行控制. 而AD637真有效值检波模块是对PGA2310的输出信号进行峰值检波, 并收稿日期: 2015-04-05作者简介: 程望斌(1979− ), 男, 湖北崇阳人, 硕士, 湖南理工学院信息与通信工程学院副教授. 主要研究方向: 光电子技术、学科竞赛第28卷 第2期 湖南理工学院学报(自然科学版) Vol.28No.22015年6月 Journal of Hunan Institute of Science and Technology (Natural Sciences) Jun. 2015第2期 程望斌, 等: 自动增益控制放大器的设计与实现 49将检测的真有效值反馈给单片机从而达到环路控制的目的[2]. 为了设计的更人性化, 特增加了显示模块, 能够显示AGC 放大器当前增益的分贝值. 功率放大部分是对AGC 模块的输出信号进行功率放大, 驱动10Ω的负载. 系统总体设计框图如图1所示.2 方案论证与选择(1) AGC 电路方案论证与选择方案一: 典型的是采用场效应管或三极管控制增益. 主要利用场效应管的可变电阻区(或三极管等效为压控电阻)实现增益控制[3].方案二: 采用TI 公司VCA810压控放大芯片, 用两级VCA810级联实现−40dB~40dB 的程控放大. VCA810具有低失调电压, 一级放大倍数最大范围−40dB~40dB, 且外围电路简单, 但由于单级放大倍数过大易引起自激, 故采用两级级联放大.方案三: 采用TI 公司PGA2310数字程控放大芯片, 单级放大倍数的最大范围−95.5dB~31.5dB, 并且内部含有两个相互独立的通道, 其构成的外围电路简单, 易操控, 精确度较高.方案比较: 方案一采用大量分立元件, 电路复杂, 稳定性差, 调试较繁琐, 且精度不够. 方案二需要两级级联, 实现效果较好, 但由于MSP430G2553内部没有DA, 需要外加DA 芯片控制, 搭建电路较复杂. 方案三能够直接由单片机控制, 电路简单, 容易实现.(2) 峰值检波电路方案论证与选择方案一: 基本的峰值检波电路是由二极管电路和电压跟随器组成的, 此电路能够检测的信号频率范围宽, 但受二极管导通压降等因素的影响, 检波精度差.方案二: 真有效值检波电路采用ADI 公司的AD637,该芯片真有效值rms V V ＝输出为信号的真有效值电压.方案比较: 方案一电路简单, 容易调试, 受器件的影响使得测量精度失准. 方案二采用集成芯片实现峰值检波, 外围电路搭建容易, 并且抗噪声性能好、精度高.(3) 功率放大方案论证与选择方案一: 由多个高速缓冲器BUF634并联实现扩流输出, 提升放大器带负载能力[4]. 方案二: 用分立元件构成末级放大电路, 利用集成运放和MOSFET 扩流来实现放大.方案比较: 方案一效果好但成本较高; 方案二虽然实现较为麻烦, 但是成本低廉, 效果较好. 故采用方案二.图1 系统总体设计框图50 湖南理工学院学报(自然科学版) 第28卷3 系统硬件设计3.1 PGA2310构成的程控AGC 电路程控AGC 电路如图2所示. 为提高信号的稳定性, 信号经信号输入端口至NE5532运放构成跟随缓冲电路. 将此信号输入至PGA2310 Vin-L 引脚, 其正负电源引脚各加入10uf 和0.1uf 的电容滤波, 然后PGA2310输出信号通过NE5532跟随器输入至AD637构成的真有效值检波电路, 最后MSP430单片机AD 采集检波后的直流信号. 设定当输入直流或交流时, 如果检波输出信号大于353mV 或小于353mV , 单片机自动检测并且调节PGA2310增益, 使PGA2310输出直流电压信号时幅值稳定在0.5V 左右, 输出交流信号时峰值稳定在1V 左右.3.2 AD637真有效值检波电路PGA2310程控输出信号输入至AD637 Vin 管脚, 当输入为0时, 调节RP2滑动变阻器使检波输出也为0; 当有输入信号时, 调节RP1滑动变阻器使输出信号为输入信号有效值, 得到正确的检波直流信号. 检波电路图如图3所示.图2 程控AGC 电路图图3 AD637真有效值检波电路图第2期 程望斌, 等: 自动增益控制放大器的设计与实现 51 3.3 功率放大为实现较好的功率放大要求, 后级需要驱动10Ω负载, 由于普通运放不能提供驱动负载所需功率, 所以必须进行功率放大以提供所需功率并且将信号放大2倍. 我们采用如图4所示运放加MOS管电路, 具有带负载能力强等优点.4 系统软件设计本系统软件设计部分基于MSP430单片机平台, 主要完成增益控制、AD采集、预置信息液晶显示和按键控制[5], 系统以友好的人机界面展现给用户. 系统设计流程图如图5所示.在图5中, 我们采用条件判断语句控制AGC模块的增益, 并且还添加了一些容错措施, 以达到AGC 放大器在频带内稳定输出的目的, 为后级的功率放大电路的稳定提供了保证.5 系统测试及结果分析5.1 测试仪器TDS1012双踪示波器、SU3080数字函数信号发生器、直流稳压电源、万用表等.图4 功率放大电路图图5 系统设计流程图52 湖南理工学院学报(自然科学版) 第28卷5.2 直流信号放大测试测试方法: 幅度可变的直流电压信号(0.01V/0.1V/1V)至测试输入端, 然后用双踪示波器测测试输出信号. 测试结果见表1.输入信号(mv) 输出信号理论值(mv) 输出信号测试值(mv) 相对误差(%)<0.01 10.00 9.89 1.1% 0.1 10.00 9.90 1% 1 10.00 10.02 0.2%测试条件: 输入直流电压信号(0.01V/0.1V/1V)分别由滑动变阻器分压得到. 5.3 交流信号放大测试测试方法:(1) 从函数发生器输入频率为10KHz 且幅值可变的交流电压信号(0.01V/0.1V/1V)至测试输入端, 然后用双踪示波器测试输出信号. 测试结果见表2.输入信号(mV) 输出信号理论值(mV) 输出信号测试值(mV) 相对误差(%) <0.01 10.00 9.88 1.2% 0.01 10.00 9.94 0.6% 1 10.00 10.03 0.3%(2) 从函数发生器输入信号幅值为1V 且频率可变的交流电压信号至测试输入端, 然后用双踪示波器测试输出信号. 测试结果见表3.输入信号(Hz) 输出信号理论值(mV) 输出信号测试值(mV) 相对误差(%)1 10.00 9.88 1.2% 10 10.00 9.86 1.4% 1000 10.00 9.89 1.1% 10K 10.00 9.92 0.8% 100K 10.00 9.91 0.9% 200K 10.00 9.89 1.1%5.4 测试结果分析由测试数据可知, 放大器增益控制, 交直流放大, 带宽和带负载能力等指标都达到了要求. 在测量输入信号幅值低于10mV 时, 由于输入信号幅度过小、噪声的掩盖和仪器磨损等原因, 所以此项测试结果有误差.6 总结本文设计的系统实际输入信号有效值达到5mV , 在现有的仪器条件下, 信号幅度输出小时噪声大, 导致输出波形噪声较大. 放大器在驱动 10Ω负载时, 通频带带宽超过 100KHz, 带内失真小, 但功率放大器对扩流MOSFET 需配对, 否则容易产生交越失真. 如果对功率放大电路进行改善, 就能拓宽带宽[6] , 增大信号载体的容量.参考文献[1] 陈亮名, 杨 昆. 基于宽带高增益的放大器设计[J]. 电子设计工程, 2014, 22(15): 146~148 [2] 赖小强, 李双田. 数字闭环自动增益控制系统设计与实现[J]. 网络新媒体技术, 2013, 2(3): 40~44 [3] 李怀良, 庹先国, 朱丽丽, 等. 中低频宽动态范围AGC 放大器设计[J]. 电测与仪表, 2013, 50(566): 96~99 [4] 于国义, 张 乐, 崔先慧, 等. 用于CMOS 图像传感器的AGC 放大器设计[J]. 中国科技, 2013, 8(1): 10~13 [5] 李晓宇, 宫 平, 李杉杉, 等. 自增益电路在激光测距中的应用[J]. 电子设计工程, 2014, 22(18): 77~78, 83 [6] 陈铖颖, 黑 勇, 戴 澜, 等. 面向助听器应用的低功耗自动增益控制环路[J]. 微电子学, 2013, 43(4): 464~467表1 直流信号放大测试结果表2 交流信号放大测试结果(信号频率为10KHz)表3 交流信号放大测试结果(信号幅值为1V)。
可编程增益放大器PGA的设计（可编辑）
可编程增益放大器PGA的设计东南大学硕士学位论文可编程增益放大器PGA的设计姓名:龚正申请学位级别:硕士专业:电路与系统指导教师:冯军20070301摘要随着人们对网络依赖程度的提高,传统的局域网已经不能满足人们对移动和网络的需求,无线局域网应运而生。
无线局域网在可移动性和组网方式上的优势打破了原先有线以太网对通信场所的限制,它还具有无需布线,灵活移动,部署和维护成本低等优点。
无线局域网的这些优点,使得其应用领域不断扩展,发展速度迅猛。
本文所设计的可编程增益放大器,应用于一个基于 .标准,采用.标准,所支持.工艺实现的无线局域网接收机系统。
根据的信道带宽为。
由于采用了正交频分复用技术,的输入信号为解调的基带信号。
要求其提供内的增益控制。
该接收机系统要求可编程增益放大器的增益变化的范围为到,步长。
在分析之前设计方案不足的基础上,可编程增益放大器采用了分级可选放大器的系统结构,该结构使得每级放大器的增益可以单独测试和调整,以克服工艺角偏差对增益精度的影响,并降低了功耗。
核心电路由交叉耦合的共源共栅放大器和电流反馈放大器组成,具有较好的线性度。
为了进一步提高的增益精度和工艺稳定性,本文设计了一个输出参考电压对工艺偏差和温度变化不敏感的带隙电压源,该带隙电压源采用分段线性补偿技术进一步减小了输出参考电压的温度系数。
后仿真结果显示的最大增益误差小于.,在各个工艺角下经过调整后的最大增益误差小于.,静态功耗小于.。
带隙电压源输出参考电压在.~的温度变化范围内的温度系数小于./:。
当电压在.到.变化时,输出参考电压的温度系数小于/:,总的静态电流小于。
关键词: 无线局域网,可编程增益放大器,电流反馈放大器带隙基准,分段线性曲率补偿.. .啪...,.. ..,,.. ℃ . .... . . . ./ . .., /.:,,?东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
增益可自动变换的放大器设计报告
项目名称：增益可自动变换的放大器设计报告1、设计任务和要求（1）设计任务设计一个增益可自动变换的直流放大器。
（2）设计要求●要求当输入电压为0—1V时，放大3倍；为1—2V时，放大2倍；为2—3V时，放大1倍；为3V以上时，放大0.5倍；●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。
●采用±5V电源供电。
●根据上述要求选定设计方案，写出详细的设计过程；●利用Multisim软件设计电路并仿真，画出一套完整的设计电路图2、系统组成框图增益可自动变换的直流放大器电路的总体系统框图如下图所示。
它是由输入电压译码电路、电压放大电路、数码管显示电路3部分构成的。
3、主要单元电路设计（见电路原理图）（1）输入电压译码电路:此单元电路采用三个电压比较器对输入信号进行编码，电压比较器标准电压分别为3V、2V、1V，电压比较器对应输入电压输出编码为: C B A （74LS138）[0—1V] 0 0 0[1—2V] 1 0 0[2—3V] 1 1 0[3V以上] 1 1 1（2）电压放大电路:此单元电路整体是一个反向放大电路，其中用到控制模拟开关4066，用以根据74LS138对输入电压的译码选择不同运放反馈电阻，从而实现对不同电压放大相应倍数的选择。
（3）数码管显示电路：（74LS138）C B A 1 2 3 4（数码管管脚）[0—1V] 0 0 0 0 0 1 1 （放大3倍，显示3）[1—2V] 1 0 0 0 0 1 0 （放大2倍，显示2）[2—3V] 1 1 0 0 0 0 1 （放大1倍，显示1）[3V以上] 1 1 1 0 0 0 0 （放大0.5倍，显示0）由真值表画出卡诺图：求数码管管脚3、4所接电路的逻辑表达式管脚3：LED3= B管脚4：LED4=C B A + C B A 由此做出数码管显示电路：4、电路原理图。
增益可调的差动放大器设计与仿真
增益可调差动放大器的设计与仿真摘要： 本课题设计利用增益可调放大器 uA709 芯片为设计核心（也可以利用 LM709CN 芯片 等），根据 uA709 的放大原理，利用公式计算出放大倍数，然后利用专业软件（如 ORCAD 或者 Multisim ）模拟和仿真增益可调放大器电路，并测出其电压及电压增益的实际值！ 关键字：UA709 LM709CN ORCAD Multisim一﹑课题背景： 差动放大电路又叫差分电路，他不仅能有效的放大直流信号，而且能有效的减小电源波动和晶体管随温度变化多引起的零点漂移，因而获得广泛的应用。
特别是大量的应用于 集成运放电路，他常被用作多级放大器的前置级。
基本差动放大电路由两个完全对称的共发射极单管放大电路组成，该电路的输入端是两个信号的输入，这两个信号的差值，为电路有效输入信号，电路的输出是对这两个输入信号之差的放大。
设想这样一种情景，如果存在干扰信号，会对两个输入信号产生相同的干扰，通过二者之差，干扰信号的有效输入为零，这就达到了抗共模干扰 的目的。
差动放大电路的基本形式对电路的要求是：两个电路的参数完全对称两个管子的温度特性也完全对称。
它的工作原理是：当输入信号 Ui=0时 ，则 两管 的电 流相 等， 两管 的集点 极电 位也 相等 ，所 以输 出电压 Uo=UC1-UC2=0。
温度上升时，两管电流均增加，则集电极电位均下降， 由于它们处于同一温度环境，因此两管的电流和电压变化量均相等，其输出电压仍然为零。
运算放大器 LM709 系列是一个单片机的运算放大器在-通用的应用往往。
操作 completely 指定范围内的电压的普遍使用对于这些设备。
设计,除了提供高偏移电压增益、消除都和偏置电流。
毛皮声，B类输出级给大输出能力用最小的功率消耗。
外部元件用于频率补偿放大器。
虽然单位增益补偿网络无条件地指定将使放大器。
稳定反馈配置、补偿可以量身定做,以适合高频性能优化为任何增益设定选用 UA709 芯片用 ORCAD 软件模拟仿和真增益可调差动放大器电路。
增益为1的放大器仿真
增益为1的放大器仿真（实用版）目录1.引言2.增益为 1 的放大器的概念3.增益为 1 的放大器的仿真过程4.结论正文一、引言在电子电路设计中，放大器是一种常见的信号处理电路，用于将输入信号的幅度放大到所需的范围。
在实际应用中，有时需要设计增益为 1 的放大器，即输入信号与输出信号的幅度保持不变。
本文将介绍增益为 1 的放大器的概念，并详细阐述其仿真过程。
二、增益为 1 的放大器的概念增益为 1 的放大器，顾名思义，是指其输入信号与输出信号的幅度保持不变，即输入信号的幅值与输出信号的幅值相等。
虽然增益为 1，但放大器仍需满足信号的传输特性，如信号的频率响应、相位响应等。
因此，增益为 1 的放大器并非简单地保持信号幅度不变，而是在保证信号传输特性的前提下实现幅度不变。
三、增益为 1 的放大器的仿真过程为了验证增益为 1 的放大器的性能，我们需要对其进行仿真。
以下是一个简单的仿真过程：1.搭建电路模型：首先，我们需要搭建一个增益为 1 的放大器的电路模型。
这可以通过使用电子设计自动化（EDA）软件来完成。
在软件中，我们可以选择各种类型的放大器电路，如运算放大器、差分放大器等，然后调整其参数以实现增益为 1。
2.添加测试信号：在电路模型搭建完成后，我们需要向输入端添加一个测试信号。
测试信号可以是正弦波、方波等，其目的是验证放大器对不同类型信号的响应。
3.仿真分析：添加测试信号后，我们可以使用仿真软件对电路进行仿真分析。
在分析过程中，我们需要关注放大器的输出信号，检查其幅度是否与输入信号的幅度相等，以及其频率响应、相位响应等传输特性是否满足要求。
4.仿真结果：经过仿真分析，如果增益为 1 的放大器的输出信号满足幅度不变、传输特性良好的要求，则说明该放大器设计成功。
否则，我们需要重新调整电路参数，直至满足性能要求。
四、结论增益为 1 的放大器虽然看似简单，但要实现其性能要求仍需进行细致的电路设计与仿真分析。
增益可调差动放大器的设计与仿真
增益可调差动放大器的设计与仿真摘 要：本课题设计利用增益可调放大器 uA709 芯片为设计核心，根据uA709 的放大原理，利用公式计算出放大倍数，然后利用专业软件 Protues 等模拟和仿真增益可调放大器电路，并测出其电压及电压增益的实际值！关键字：uA709；Protues ；放大器；增益可调一﹑课题背景近年来随着计算机和互联网的迅速发展和普及，多媒体信息的高速传输呈现迅速增长的趋势。
放大器作为集成电路的一种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。
但是可调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调增益放大器的研究，主要是基于CMOS 工艺的可调增益放大器的设计放大。
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、低噪音、工艺稳定等特点。
可调增益放大器是一种通过改变电路某一参对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。
二、电路介绍差动放大电路又叫差分电路，他不仅能有效的放大直流信号，而且能有效的减小电源 波动和晶体管随温度变化多引起的零点漂移，因而获得广泛的应用。
特别是大量的应用于 集成运放电路，他常被用作多级放大器的前置级。
基本差动放大电路由两个完全对称的共发射极单管放大电路组成，该电路的输入端是两个信号的输入，这两个信号的差值，为电路有效输入信号，电路的输出是对这 两个输入信号之差的放大。
设想这样一种情景，如果存在干扰信号，会对两个输入信号产生相同的干扰，通过二者之差，干扰信号的有效输入为零，这就达到了抗共模干扰 的目的。
差动放大电路的基本形式对电路的要求是：两个电路的参数完全对称两个管子的温度特性也完全对称。
它的工作原理是：当输入信号 Ui=0时 ，则 两管 的电 流相 等， 两管 的集点 极电 位也 相等 ，所 以输出电压 Uo=UC1-UC2=0。
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。
数字式可调增益放大电路设计与仿真
清华大学自动化系 电子课程设计
1. 数字式可调增益放大电路任务书
1.1. 设计目的
1.了解常用数字、模拟集成电路的使用； 2.了解模拟运放和 DAC 芯片的工作原理； 3.掌握利用 DAC 集成芯片和运算放大器设计数字式可调增益放大电路的原理和 Multisim 调 试的方法。
1.2. 设计内容与要求
1
清华大学自动化系 电子课程设计
1.5. 课程设计说明书的格式
1．评分表 2．封面 3．目录 4．正文 （1）课程设计任务书； （2）总体设计方案（画出一个实现电路功能的大致框图）； （3）单元电路（各组成部分电路）设计及其原理说明； （4）元器件的选择及其相关技术数据、参数的计算； （5）总体电路原理图及整个电路的工作原理。 （6）组装调试的内容 5．课程设计中的收获和体会 6．参考文献
4. 电路仿真 .................................................................................................................................................... 11 4.1. 基本要求....................................................................................................................................... 11 4.1.1. 输入为 0.4V 时.............................................................................................................. 11 4.1.2. 输入为 10V 时............................................................................................................... 12 4.2. 提高要求....................................................................................................................................... 13 4.2.1. 输入峰峰值为 430mV 时........................................................................................... 13 4.2.2. 输入峰峰值为 4V 时 ................................................................................................... 14 4.2.3. 输入峰峰值为 10V 时................................................................................................. 15
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目录
1. 数字式可调增益放大电路任务书 .........................................................................................................1 1.1. 设计目的..........................................................................................................................................1 1.2. 设计内容与要求............................................................................................................................1 1.3. 总体方案参考 ................................................................................................................................1 1.4. 设计报告内容要求 .......................................................................................................................1 1.5. 课程设计说明书的格式 ..............................................................................................................2
1
清华大学自动化系 电子课程设计
1.5. 课程设计说明书的格式
1．评分表 2．封面 3．目录 4．正文 （1）课程设计任务书； （2）总体设计方案（画出一个实现电路功能的大致框图）； （3）单元电路（各组成部分电路）设计及其原理说明； （4）元器件的选择及其相关技术数据、参数的计算； （5）总体电路原理图及整个电路的工作原理。 （6）组装调试的内容 5．课程设计中的收获和体会 6．参考文献
4. 电路仿真 .................................................................................................................................................... 11 4.1. 基本要求....................................................................................................................................... 11 4.1.1. 输入为 0.4V 时.............................................................................................................. 11 4.1.2. 输入为 10V 时............................................................................................................... 12 4.2. 提高要求....................................................................................................................................... 13 4.2.1. 输入峰峰值为 430mV 时........................................................................................... 13 4.2.2. 输入峰峰值为 4V 时 ................................................................................................... 14 4.2.3. 输入峰峰值为 10V 时................................................................................................. 15
3. FPGA 模块设计 ...........................................................................................................................................8 3.1. 模拟比较器输出模块...................................................................................................................8 3.2. 数码管显示及译码模块 ..............................................................................................................9
2. 总体设计方案 ..............................................................................................................................................3 2.1. 基本设计要求 ................................................................................................................................3 2.2. 提高要求..........................................................................................................................................3 2.3. 电路原理图 .....................................................................................................................................4 2.3.1. 比较电路............................................................................................................................4 2.3.2. 增益及输出电路 ..............................................................................................................5 2.3.3. 整理滤波电路...................................................................................................................6 2.3.4. 增益显示电路...................................................................................................................6 2.4. 元件清单表 .....................................................................................................................................7 2.4.1. 基本要求元件清单表.....................................................................................................7 2.4.2. 提高要求元件清单表.....................................................................................................7
5. 总结与反思................................................................................................................................................ 16
1.3. 总体方案参考
555定 时器
逻辑 控制 电路
计时 器电
路
数码 管显
示
图 1-1 总体方案参考图
1.4. 设计报告内容要求
1.写出你考虑该问题的基本设计思路，画出一个实现电路功能的大致框图。 2.画出框图中的各部分电路，对各部分电路的工作原理和芯片的管脚作用应作出说明。 3.画出整个设计电路的原理电路图，并简要地说明电路的工作原理。 4.评分依据：①设计思路；②单元电路正确与否；③整体电路是否完整；④电路原理说明是 否基本正确；⑤报告是否清晰；⑥答辩过程中回答问题是否基本正确。