电子技术课程实验报告数控增益放大器讲解
数控增益放大器实验.ppt
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THE END 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。2020/11/102020/11/102020/11/102020/11/10
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电子技术综合性实验
数控增益放大器的设计
一、实验目的
1、掌握电路板焊接技术； 2、学习调试系统电路，提高实验技能； 3、通过本实验，熟悉运算放大器、计数器、数据选择器、
加法器、译码/显示电路的用法。
二、实验内容
1、设计任务：
设计一个数字控制增益的放大器，要求在控制按键的 作用下，放大器的增益依次在18之间转换，同时用 LED数码管显示放大器的增益。
发生变化，由此控制放大
器的增益在1~8之间变化
3.设计要点:
根据设计要求，数控增益放大器主要由以下部分组成： 显示电路：要求是显示1-8，计数器的Q2、Q1、Q0 出来是0-7，考虑用 74LS283二进制加法器。通过运 算，将计数器的值转化为电压放大倍数。 数码管共阴；串限流电阻。
输入输出电压都能测量验证
三、实验要求
画出电路原理图，并弄懂各部分的工作原理及作用； 按原理图焊接线，并认真检查电路； 按要求调试电路，实现各部分电路功能； 列出元件清单，给出芯片管脚； 分析调试中发现的问题及故障排除方法
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2020/11/102020/11/10Tuesday, November 10, 2020
。2020年11月10日星期二2020/11/102020/11/102020/11/10
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2020年11月2020/11/102020/11/102020/11/1011/10/2020
数控增益电荷放大器的设计
数控增益电荷放大器的设计作者：王晨禹孟坚来源：《电脑知识与技术》2013年第18期摘要：在此篇中，主要基于数控增益的原理和梯形电阻的等效高阻来实现对低频响应的设计。
其中具体说明了运用反馈网络来完成低频响应的设计的方法，并使用D/A转换器数实现数控增益功能。
关键词：电荷放大器；梯形反馈网络；数控增益；D/A转换器中图分类号：TP331 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）18-4325-03对高灵敏度传感器微弱信号放大主要有两种方式：高阻抗电压放大器和电荷放大器。
电荷放大器有出色的抗干扰特性，适合匹配容性传感器，它把传感器产生的电荷信号转换成可处理的电压信号。
主要用于冲击、加速度等测量。
数控增益电荷放大器是电荷放大器的一种，用来实现电荷到电压的转换，并且增益可数控，具有转换精度高、使用频带范围宽等优点，尤其适用于计算机控制和处理系统。
1 原理简介及电路框图1.1 电荷放大器电路设计原理数控增益电荷放大器原理是把容性传感器产生的电荷经“电荷/电压转换电路”转换为电压量，“隔直缓冲电路”去除前级放大器的直流误差，“数控增益控制”完成电压量的数控放大。
本电路在设计过程中，首次采用梯形电阻反馈网络使反馈等效电阻高达2GΩ。
电路原理框图如下：加速度g与传感器产生的电荷Q的多少成正比，因此单电源电荷放大器基本型电路是一个积分电路。
数控增益电荷放大器基本原理就是把传感器上的电荷按一定比例转移到一个积分电容上，由高输入阻抗电压放大器转换出电压信号，电压增益大小受12位数控。
1.1.1电荷放大的原理电路的核心部分是“电荷/电压转换电路”，其原理电路如图2。
传感器可以看作是容性信号源，可用等效电容CS和等效电压eS表示，Ce是电缆分布电容。
电荷放大器是一个电压并联负反馈电路，虚地点输入阻抗趋近零，迫使传感器产生的电荷Q几乎全部转移到反馈电容Cf上，利用运放与电容将被测量的电荷转换成电压。
根据原理计算公式如下：由公式可得以下结论：电路中，输出电压是输入电流的积分，电荷被存储在反馈电容Cf上，当运放开环增益足够大时，下限频率足够低时，输出电压正比于输入电荷量，即电荷放大器。
可控增益实验报告
一、实验目的1. 了解可控增益放大器的基本原理和设计方法。
2. 学习使用宽带压控增益放大器（VCA）实现可控增益。
3. 掌握放大器性能测试方法，包括增益、带宽和噪声等参数。
4. 通过实验验证可控增益放大器在实际应用中的效果。
二、实验原理可控增益放大器是一种能够根据输入信号的大小自动调整增益的放大器。
其主要原理是利用电压控制元件（如VCA）对放大器的增益进行调节。
本实验中，我们采用宽带压控增益放大器VCA821实现可控增益。
三、实验器材1. 宽带压控增益放大器VCA8212. 射频信号发生器3. 功率计4. 信号分析仪5. 电缆、连接器等四、实验步骤1. 搭建实验电路：按照实验原理图连接电路，包括VCA821、射频信号发生器、功率计和信号分析仪等。
2. 设置信号源：将射频信号发生器输出频率设定为100MHz，输出功率为0dBm。
3. 调整VCA821：通过调整VCA821的控制电压，观察输出功率的变化，记录不同增益下的输出功率。
4. 测试增益：使用功率计测量不同增益下的输出功率，计算增益值。
5. 测试带宽：使用信号分析仪测量放大器的带宽，记录带宽范围。
6. 测试噪声：使用信号分析仪测量放大器的噪声系数，记录噪声系数值。
五、实验结果与分析1. 增益测试：实验结果显示，当输入信号为5mV，频率为100MHz时，输出电压有效值为2.9V，增益大于52dB。
在不同增益下，输出功率的变化与增益值基本一致。
2. 带宽测试：实验结果显示，在50MHz-160MHz频率范围内，增益波动都在2dB内，通频带在60MHz-200MHz内。
3. 噪声测试：实验结果显示，放大器的噪声系数在-3dB左右，满足实际应用需求。
六、实验结论1. 可控增益放大器能够根据输入信号的大小自动调整增益，实现信号的放大和抑制。
2. 宽带压控增益放大器VCA821能够满足本实验对增益、带宽和噪声等方面的要求。
3. 通过实验验证，可控增益放大器在实际应用中具有良好的性能和效果。
一种数控高增益测量放大器的设计
一种数控高增益测量放大器的设计摘要：根据工程应用中对小信号放大的需要，结合模拟电子技术和单片机技术，设计实现了一种数控高增益测量放大器。
根据预置的电压放大倍数合理分配第一级、第二级的放大量，实现了步进为1的1～1 000的放大倍数预置和显示功能，同时实现输出共模电压反馈至电源公共端，使运放电源电压随共模输入电压浮动等改进措施提高了放大器的共模抑制比，实现了一种方便实用的数控高增益测量放大器。
关键词：测量放大器；共模抑制比；数字控制；单片机；数模转换器测量放大器也称为仪表放大器或数据放大器，它是一种可以用来放大微弱差值信号的高精度放大器，在测量控制等领域具有广泛的用途。
通常，测量放大器多采用专用集成模块来实现，虽然有很高的性能指标，但不便于实现增益的预置与数字控制，同时价格较高。
为此，结合应用实际，利用高增益运放，设计了一种具有高共模抑制比，高增益数控可显的测量放大器。
提高了测量放大器的性能指标，并实现放大器增益较大范围的步进调节。
l 方案设计采用固定放大倍数的测量放大器必然会对整体放大器的动态性能有很大影响，所以本设计主要由三个模块电路构成：前级高共模抑制比测量放大器、AD7533衰减器和单片机键盘显示处理模块。
在前级高共模抑制比放大器中将输出共模电压反馈到正负电源的公共端提高共模抑制比。
衰减器实现衰减率的数字编程。
单片机键盘显示处理模块一方面对8279进行实时控制，还对AD7533进行数字控制。
整体系统框图如图1所示。
从整体系统框图可以分析，系统对输入信号的放大倍数为：其中，Ac是前级放大器的放大倍数，ADAC是衰减器的衰减率。
1．1 前级放大器在此采用仪用放大器组成高共模抑制比测量放大器如图2所示，运放A4实现输出共模电压反馈至电源公共端，使运放电源电压随共模输入电压浮动，从而使各级偏置电压都跟踪共模输入电压，这样各级的共模信号就被大大削弱了，共模输入电压在放大器输出端产生的误差电压就大幅度减少，提高了放大器的共模抑制比。
增益可自动变换放大器实验报告
课程设计三增益可自动变换的放大器一、课程任务及要求设计制作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，放大一倍；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单电源供电。
二、总体方案设计（一）设计方案:将设计电路分为三块，即：电压比较电路，增益选择电路，放大电路。
1.电压比较电路：通过电压比较器将输入电压与设定的比较范围比较，确定其放大倍数。
2.增益选择电路：根据译码器和模拟开关的逻辑功能，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。
3.电路流程图：三、单元电路设计1.电压比较电路：如左图所示：三个电压比较器，当同向输入端的电压值大于向输入端的电压值时，电压比较器输出为1，反之为0。
电压比较器使得信号从模拟信号转变为数字信号，进而加以运算。
2.增益选择电路： （1）138译码器：译码器的功能是将输入的二进制代码翻译成一个表示代码意愿的特定的输出信号。
它是一种多输入，多输出的组合逻辑网络。
74LS138是一款经典的译码器。
本电路中将电压比较器的比较结果送到译码器的地址线，则可根据不同的比较结果对反馈电阻进行选择。
译码器输出所选择的地址，即和输入电压的范围相对应。
输入输出 Vi Q2 Q1 Q0 0V ——1V 0 0 0 1V ——2V 1 0 0 2V ——3V 1 1 0 >3V111（2）模拟开关：4066是一种双向模拟开关，有四个独立控制数字和模拟信号传送的模拟开关。
每个开关有一个输入和输出端，还有一个选通端，当选通端为高电平时，开关导通，反之，则截止。
CB A Y 放大倍数0 0 0 Y0 3 1 0 0 Y4 2 1 1 0 Y6 1 111Y70.5在设计电路中74LS138的译码输出端有选择的和4066输入端连接，起到反馈电阻的选择作用。
数控增益放大器设计
福州大学《电子技术综合实验》课题：数控增益放大器姓名：张全宇学号：011100938学院：电气工程与自动化学院2011级9班指导老师：张选利实验时间：2013年6月28-30日目录一、实验任务 (3)二、实验目的 (3)三、实验设计 (3)四、实验内容 (5)五、元件清单 (5)六、心得体会 (5)七、参考文献 (5)一、实验任务设计一个数字控制增益的放大器，要求在控制按键的作用下，放大器的增益依次在1~8之间转换，同时用LED数码管显示放大器的增益。
二、实验目的通过本实验，熟悉运算放大器、计数器、数据选择器、加法器、译码/显示电路的用法。
三、实验设计按照要求，放大器的增益应在1~8之间，因此，可选择图1-1所示的同相比例放大器，其电压增益为211uf R A R =+图1-1 同相输入比例放大器如果取R1=10k Ω,则可以通过改变R2实现增益的改变，当R2=0时，Auf=1；R2=10 k Ω时，Auf=2；R2=20 k Ω时，Auf=3；依次类推，当R2=70 k Ω时，Auf=8。
为达到放大器增益数字控制的目的，可由数据选择器和电阻构成数控电阻网络，代替图中的R2，通过改变数据选择器的地址编码，实现数控电阻的目的，由此设计出图1-2所示的电路。
图中用74LS160构成八进制计数器，计数器的Q2、Q1、Q0作为数据选择器CC4051的地址输入。
每按动一下按键S1，计数器加1，数控电阻网络的等效电阻发生变化，由此控制放大器的增益在1~8之间变化。
为了直观地显示放大器的增益，译码/显示电路如下图所示。
图中74LS283为二进制加法器，通过加一运算，将计数器的值转化为电压放大倍数。
四、实验内容1、按照实验要求设计电路，确定元器件型号和参数。
2、按图在实验板上搭建电路，检查无误后通电调试。
3、检查电路功能是否符合要求，指示是否正确。
4、对测试结果进行详细分析，得出实验结论。
五、元件清单六、心得体会这次试验，明显比第一次的四人抢答器思路清晰。
三极管放大倍实训报告
通信与电子学院课程名称：电子技术设计实训2题目：增益步进可控晶体管放大器学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：2023 年12 月19 日增益步进可控晶体管放大器设计汇报一、引言我们设计旳电路需要旳功能：（1）电压增益Av ≥60dB，输入电压有效值Ui ≤3 mV。
Av 在10～60dB 范围内可调，步进值为±6 dB。
（2）在Av ≥60dB 时，输出端噪声电压旳峰峰值U oNnpp≤100mV。
（3）放大器BW-3dB 旳下限频率f L≤100Hz，上限频率f H ≥100KHz，并规定在500Hz～100KHz 频带内增益起伏≤3dB。
（4）放大器旳输入阻抗≥4.7KΩ，输出阻抗≤ 100Ω。
（5）当R L=1KΩ时，最大输出正弦波电压有效值Uo ≥3V，输出信号波形无明显失真。
（6）规定预留测试信号输入端，负载电阻两端预留输出测试端子。
（7）自备直流稳压电源，功率10W，输出电压12V。
二、电路设计过程1、放大级数及各级放大倍数确实定：根据电压增益Av ≥60dB，因此Au ≥1000，放大电路至少需要两级。
由于规定输入电阻较大，故第一级放大倍数不也许很大，一般不大于第二级，一般第一级电压放大倍数A u1=20-25左右，则第二级电压放大倍数A u2=40-50。
2、放大电路形式确实定根据规定，放大器旳输入阻抗Ri≥4.7KΩ；简朴共射放大电路旳输入电阻一般不大于2KΩ，因此必需引入电流串联负反馈，提高输入电阻，稳定静态工作点。
放大电路旳形式如下图所示，为分压式射极偏置放大电路。
（1）根据输出阻抗Ro≤ 100Ω旳规定，放大电路旳输出级宜采用共集电极电路。
（2）根据带宽和负载，选择合适旳晶体三极管。
本题规定BW=100Hz-100KHz，R L=1KΩ，因此晶体三极管所有选用9014或1815。
（3）要实现Av 在10～60dB 范围内可调，步进值为±6 dB，可采用负反馈形式，变化反馈量则可变化增益，从而实现增益可调。
可编程数控增益放大器的设计与制作
可编程数控增益放大器的设计与制作作者:徐继业[摘要]当接通电源时，220V电压经过桥式整流、滤波电容、稳压二极管等转化为正负15伏电源，给放大器供电，本文主要介绍用计数器控制放大器的放大增益的不同，从而得到想要的放大倍数。
就是给计数器脉冲使计数器计数，同时在四个数据输出端输出不同的状态经反相器和模拟开关使对应输出端的电阻工作，给放大器一个输入信号，由前面的工作电阻的大小决定了输出放大增益的大小。
我们使用的芯片有：放大器UA741、模拟开关C4066、计数器74LS161、反相器74LS04。
[关键词]数控增益 16 放大一、设计思路、方案对比与选择1、设计思路数控增益放大器是计算机控制模拟系统中经常用到的，要做出这样的增益放大需找一个切合实际的题目，题目的选择是做增益放大的关键。
我们做的是用放大器来实现增益，我们所选的放大器是uA741。
首先给放大器一个信号。
然后再用4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。
要实现这样的变化，我在前面使用了16进制的计数器来实现，它可以产生16种不同的状态。
计数器的工作是用一个开关来实现，用一个开关给它脉冲让它产生16种不同的状态。
计数器从Q0Q1Q2Q3出来的初始状态我们设置为0000，以后每次摁一下后面就加1。
直到计数器出现1111时，是计数器的最后一种状态，也是这个电路增益到最大的值。
然后依次循环。
在计数器后面我加了个反向器，这个反向器的作用是因为，在反向器后面需要一个4066的模拟开关，要使这个开关工作，必须先要给它一个高电平才可以来使模拟开关工作。
我们这个电路是需要低电平才可以工作，这样就必须使用一个反向器。
让模拟开关的一端接入高电平，高电平进入反向器转化低电平，这样就可以使整个电路处在工作的状态。
整个电路的计算可以用公式来计算，这个放大的倍数在于放大器2、6脚的电阻，我们所选的是100K。
公式为：AV=1+R7/Rx，当计数器出现0001时，它的放大倍数为11倍：AV=1+100/10=11。
数控音频放大电路报告
课程设计报告课程名称：电子技术应用课程设计设计题目：数控音频放大电路 _专业班级： 11电气一班____设计者： _学号： _ ___指导老师： ____ __设计所在学期： 2013-2014学年第一学期设计成绩：____________________广州大学机械与电气工程学院二0 一二年十月八日数控音频放大器设计报告一、选题的目的和意义、课题选择的依据●完成课程设计，提高动手能力，应用数电模电的能力，加深对数电模电学习的应用，把理论知识用于实际。
●建立对各种芯片、各种器件的认识，能基本懂得如何看手册以及设计电路。
●提高同学们的焊接水准。
●发挥同学们自己的创造力。
二、系统设计功能简介，本设计已实现功能根据设计，电路需要完成以下的几种功能：●前置运放，需要在不引入其他干扰的情况下，对信号源进行初级的放大。
●后级运放，要对前级运放进一步的放大，能够驱动更大功率的喇叭。
●要对播放器进行音量调节，能从0-7级。
能够从低到高。
在这些情况下，能够把音频放大到自己需要的声音，而且不失真。
●有独立电源，可以供电给整个系统使用三、创新性、实用性和课题特点现而今的电子产品已经趋向于自动化，人工智能化方向发展，人们想电子产品在满足其基本需要时，能具备智能化、人性化的体现。
因此，在这样的市场需求下，电子产品发展已向智能化、人性化方向发展。
在这个大趋势的推动下，本系统在设计方面也加入了一些比较人性化的设计，如可视化音量级别，与数控音量调节。
也许正是一个经常可以看到的简单功能，但这却是一个具有创新性意义的代表功能。
以前播放机制，是用一个简单的电位器来调节的，基于以前技术的相对落后，与材料的缺乏。
电位器不是为一个很好地解决方案，但是电位器调节使得使用者对于使用系统，不能有一个比较形象的音量理解，看见的却是电位器指针的位置。
但是可视化的音量显示能让使用有一个形象而且具体的了解，这更好的帮助使用者直观地准确地提高到某一个音量级别，当然这个是在音量级别的级差做得尽量小的时候最能体现出来。
增益可自动变换放大器总结报告(保证实现功能)
摘要增益可自动变换放大器是一个首先通过电压比较，经过译码器，转换成有用信号，对这些信号进行处理后再用来控制反馈电阻和数码管，最终达到不同增益之间的自动调节和不同显示数字的部件。
理想增益可自动变换放大器在仿真情况下系统误差很小。
但实际中的电阻和一些芯片存在一定的误差，这使得最终的结果也会出现差别。
而这些理论的设计和猜想将进一步在实际制作与调试中进行验证。
关键词：增益自动调节；运放LM324；电阻反馈网络目录摘要 (1)引言 (3)一、设计任务和要求 (3)二器件选择及其功能1、实验元器件 (3)2.元器件原理分析 (3)三、方案论证和选择1、系统框图： (5)2、各部分原理分析 (5)3、总图见附录 (15)4、PCB见附录 (16)5、仿真结果显示 (9)四、组装与调试 (11)1、使用的主要仪器和仪表 (11)2、测试数据 (11)3、故障及解决 (11)五、总结 (12)谢辞 (13)参考文献 (14)附录 (15)引言课程设计是理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。
本次课程设计主要注重的是电子电路的设计、仿真、印制电路板、制作、调试、等综合于一体的一门课程，意在培养学生正确的设计思想方法以及思路，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度,培养学生综合运用所学知识与生产实践经验，分析和解决工程技术问题的能力。
作为一名大学生不仅需要扎实的理论知识，还需要过硬的动手能力，所以认真做好课程设计，对提高我们的动手能力有很大的帮助做到。
一、设计任务和要求：1、设计一个增益可自动变换的直流放大器。
2、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；3、通过数码管显示当前放大电路的放大倍数，用0、1、2、3分别表二、器件选择及其功能：1、实验元器件：LM324，，74LS138译码器，若干电阻，LM339，CD406674LS08，74LS04，数码管2.元器件原理分析：（1）LM339图2.2.1a 图2.2.1b339内部为四个独立的电压比较器：正相端电压大于反相端时，输出高，反之输出低（2）74LS138图2.2.2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 功能见 表 2.2.3图2.2.3（4）、LM324：四集成运算放大器图2.2.4 用于完成信号的放大三、方案论证和选择 1图3.12、各部分原理分析：（1）如图7：用三个电压比较器进行电压比较。
电子设计报告-数控音量调节的功率放大器
电子设计实验报告——数控音量调节的功率放大器 15组一、 实验目的设计出一个输出音量可以数字控制调节的功率放大电路，从而了解音频功率放大电路的基本结构和工作原理，同时也进一步加深对模拟电路中所学知识的掌握和认识，并通过单元电路的分析，了解电路系统设计的步骤和组合方法。
二、 实验摘要实验中重点要求复习和掌握运算放大器的基本使用方法，即运放同相比例放大和反相比例放大器的结构，计算和运用。
同时也要求复习和掌握有源滤波电路和功率放大电路及数字电路的基本结构和原理。
在电路设计中和实验中也需要了解对元器件的选择标准，掌握一些常用元件的性能。
另外，在本实验中还增加了一部分线性串联稳压电源的内容，要求通过实验掌握线性稳压电源的基本结构、工作原理以及三端集成稳压器的使用方法，同时复习和加深对桥式整流电路理解。
三、 实验电路原理分析整体框图：可以分为音频放大和直流电源两大部分。
220V 交流电源输入源输出图1 实验设计电路结构框图图2 音量调节线路其中，音放大电路的功能是将音源信号进行放大，然后再经过OTL 音频功率放大电路（用三极管设计并制作），其输出功率为0.25W，负载8Ω。
输入信号源为1KHz，10mv正弦信号达到最大功率不失真，最后去推动扬声器输出，简单来说，就是一个扩音器的基本原理。
直流电源部分则负责将220V 的交流电源转换为低压直流电供放大电路使用，同时，为了减小电源电压波动引起的噪声对放大电路的影响，电源部分要求采用线性直流稳压电源。
音量调节部分是通过两个按钮来进行数字控制，预置LED显示“4”，一个按钮向下调节，最小达到“0”并保持；另一个向上调节，最大达到“7”并保持，从而达到控制音量的目的。
四、直流电源制作从图 1 中可以看到，220V 的交流电源经变压器降压后，由全桥整流电路输出直流，再由稳压电路输出稳定的直流，提供给放大电路使用。
其中C1和C2能滤去电源中的交流成分。
如图3所示。
T1AIR_CORE_XFORMER U1V1220 Vrms60 Hz0°图3 线性串联稳压电源五、音频放大电路的分析1、前置放大前置放大器的作用简单说来就是“缓冲”，将外部输入的音源信号进行放大并输出。
数控增益放大器
设计题目：数控增益放大器系别：电气工程及其自动化班级：1201812学生姓名：***指导教师：***成绩：________________________年月日课程设计任务书年月日目录第1章绪论 (1)1.1 选题目的 (1)1.2 设计任务 (1)1.3 设计参数要求 (1)第2章电路的方框图 (2)2.1电路的方框图 (2)2.2方框图的原理说明 (2)第3章元器件选择 (3)3.1脉冲信号产生电路 (3)3.2分频电路 (3)3.3 数字量增减控制电路 (3)3.4 8位数字量产生电路 (3)3.5 数控增益放大电路 (3)3.6 电流放大电路 (3)第4章整机电路的工作原理 (14)4.1 整机原理图 (14)4.2 整机电路原理 (14)第5章参数分析和计算 (15)5.1 脉冲信号产生电路 (15)5.2分频电路 (15)5.3 数字量增减控制电路 (15)5.4 8位数字量产生电路 (15)5.5 数控增益放大电路 (15)5.6 电流放大电路 (15)收获和体会 (17)设计心得 (17)致谢 (17)附录 (18)第1章绪论1.1选题目的本设计是集成电路运放器的简单应用，通过开关电路的操作，影响数控电阻网络，从而达到以数控电阻来实现一个放大的增益依次在1-8之间转换的目的，同时用双踪示波器显示放大器的增益大小，使我们更加直观地观察其大小变化。
1.3设计任务设计一个数控增益电压放大器1.4设计参数要求1. 放大器的电压放大倍数采用数字控制方式调节，调节范围：（1/256~255/256）（1~10）倍2. 被放大的信号频率：100Hz~100kHz,信号幅值≤1V3. 手动调节增益，每秒5个数字量增减4. 放大器输出正弦信号电流幅值≥50mA1第2章电路的构成及工作原理2.1 电路方框图图2-1 数控增益放大器电路方框图2.2 方框图的工作原理设计原理：根据设计要求，首先要给电路每秒5个数字量增减，就是要在电路开始给5Hz的时钟脉冲。
数控增益放大器
成绩课程设计说明书课程设计名称：电子技术课程设计题目：数控增益放大器学院：学生姓名：专业：学号：指导教师：日期：2009年 7月 17 日数控增益放大器摘要：本设计由两个模块电路构成：数控增益放大电器和译码/显示电路。
通过与计数器连接的开关电路的每次按动，让计数器加一，来改变数据选择器的地址编码，输入到数据选择器和电阻构成数控电阻网络中，使数控电阻网络的等效电阻发生变化，实现用数控电阻来改变运算放大器的同相放大电路的放大倍数，从而达到放大器增益数字控制的目的。
同时计数器的输出对应接入由加法器、译码器和七段显示器构成的译码/显示电路中，通过七段显示器，可直观的显示放大器的增益。
关键词：运算放大器，数据选择器，计数器，加法器，译码器Abstract：The circuit design of two modules: the digital gain amplifier circuit and the decoding / display circuit. Counter through the switching circuits to connect each time pressed to counter plus one, to change the address data selector code entered into the data selection and composition of NC resistance resistor networks, resistor network so that the equivalent of NC resistance changes, using numerical control resistance to change operational amplifier with an amplification factor of the amplifier, amplifier gain so as to achieve the purpose of digital control. At the same time, the output of the counter corresponding to access by the adder, and Seven-Segment display decoder consisting of decoder / display circuit through Seven-Segment display, the display can be visual-gain amplifier.Keywords：Operational Amplifiers, Data Selector, Counters, Adders, Decoder目录1前言 (1)1.1设计背景 (1)1.2设计目标 (1)1.3实施计划 (2)1.4必备条件 (2)2总体方案设计 (3)2.1方案比较 (3)2.2方案论证 (4)2.3方案选择 (4)3单元模块设计 (5)3.1各单元模块功能介绍及电路设计 (5)3.2电路参数的计算及元器件的选择 (7)3.3特殊器件的介绍 (8)4系统调试 (12)4.1调试环境 (12)4.2硬件调试 (13)5系统功能、指标参数 (14)5.1系统能实现的功能 (14)5.2系统指标参数测试 (14)5.3系统功能及指标参数分析 (14)6结论 (15)7总结与体会 (16)8谢辞（致谢） (17)9参考文献 (18)附录 (19)1前言当代社会已经进入到高度发达的信息化社会，信息社会的发展离不开电子产品的进步。
数控音量调节集成音频功率放大器设计报告
Ω 数控音量调节集成音频功率放大器设计报告1 前言集成音频功率放大器电路是一种可以采用数控方式产生计数脉冲实现音量调节的装置， 从原理上讲是一种典型的数字电路和模拟集成电路的组合和综合运用，因此，我们此次设计就是为了了解数控电路和功率放大电路的原理，从而学会制作数字控制电路而且通过制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。
2 数控音量调节集成音频功率放大器的原理其原理框图1如下：图1 数控音量集成音频功率放大器原理框图3 电路设计3.1 技术指标1、在音频信号处输入正弦波输入电压幅度≥800mV ，等效负载电阻R L 为8Ω情况下，功率放大器应满足：（1）额定功率输出功率：P OR ≥10W ；（2）频率响应：BW ≥20Hz ~ 100kHz （≤3dB ）（3）在P OR和BW内非线性失真系数：≤1％(10W,30Hz~20kHz）；（4）在P OR下的效率≥55%；（5）输出阻抗≤0.16Ω；2、数控音量调节部分尽量能多档位，并且有LED音量档位指示。
3、电源稳压部分不要自制，但要求必须有整流滤波电路。
2电路工作原理3.2.1集成音频功率放大器我们熟悉的集成功放有TDA2030A、LM1875、TDA1514等，其中TDA1514外围电路较复杂，且容易自激。
LM1875外围电路简单，电路成熟，低频特性好，保护功能齐全，但是高频特性较差（B W≤70KHz）。
TDA2030A上升速率高、瞬态互调失真小；输出功率大，而保护性能以较完善；外围电路简单，使用方便；频带宽BW（10～140KHz），缺点是低频特性欠缺。
综合题目要求，选用TDA2030A 作功放。
1、TDA2030简介TDA 2030 是一块性能十分优良的功率放大集成电路，其主要特点是上升速率高、瞬态互调失真小，在目前流行的数十种功率放大集成电路中，规定瞬态互调失真指标的仅有包括TDA 2030 在内的几种。
可数控调节增益的测量放大器
可数控调节增益的测量放大器作者：牛秀范叶明朗李晶摘要本设计由三个模块电路构成，前级为信号变换电路，高共模抑制比仪表放大器，单片机控制数控电位器X9C103构成的可变增益放大模块，以及单片机键盘显示处理模块。
信号变换电路将单路信号转变为极性相反幅值相同的差模信号，而仪表放大器组成的次级电路经过优化，实现了很高的共模抑制比。
我们利用可控电位器x9c103实现了较小步长的数控增益调节。
单片机键盘显示模块负责与用户的界面接口。
一方案设计与论证根据题目要求，我们分以下两部分进行方案设计与论证。
1.测量放大器电路。
分为两部分考虑：（1） 低噪声前置放大器方案一：利用场效应管构成差动放大电路，再通过次级运放放大构成场效应管输入型测量放大器。
其电路图如图1-1所示。
该电路的特点是输入共模抑制比CMRR较高。
此电路可以提高输入阻抗和降低噪声，但场效应管的参数匹配值影响抗噪声性能的高低，失调电压和失调电流等参数受到放大器本身性能限制不易进一步提高。
引入该分立元件将导致调试复杂化，可靠性将下降。
图 1-1方案二：如图1-2，此方案是利用较成熟的三运放仪表放大器结构，该电路结构简单，只要OP放大器的性能对称，其漂移将大为减少，即使在电压增益很大时，共模抑制比也相当高，完全可以满足题目要求。
此电路的优点在于输入电压接在两个运放的同相端，输入阻抗高，共模抑制比大，可满足要求。
由电路的对称性可知共模信号被有效地抑制，而差模信号放大了10倍，从而提高了共模抑制比。
另外，温度在输入端引起的漂移施共模信号，对输出电压影响很小，无需另加补偿。
在实际操作中可以考虑使用双运放，以实现最大限度的结构对称。
OP07运放的SR经过计算满足题目通频带的要求。
而且该电路调试也比较方便。
综合考虑我们选择了该方案。
图1-2（2） 数控增益放大器方案一：采用模拟开关或继电器作为开关，构成梯形电阻网络，由单片机控制继电器或模拟开关的通断，从而改变电压增益。
电子技术课程实验报告——数控增益放大器
一、 设计目的1、了解并掌握电子电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力。
2、通过查阅手册和文献资料，进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则；进一步掌握电子仪器的正确使用方法。
3、学会使用EDA 软件Multisim 对电子电路进行仿真设计。
4、初步掌握普通电子电路的安装、布线、调试等基本技能。
5、提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力，学会撰写课程设计总结报告；培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
二、 设计内容及要求1、任务设计并制作1个数控增益放大器。
2、基本要求1）设计一个数字控制增益的放大器，要求在控制按键的作用下，放大器的增益依次在1~ 8之间转换。
2）用LED 数码管显示放大器的增益。
3、主要元器件包括：74LS283，74LS48，74LS160，74LS04，LF412，CC4051。
三、 设计方案可选择同相输入比例放大器，其电压增益为121R R A uf +=如果取R 1＝10k Ω，则可以通过改变R 2实现增益的改变，当R 2=0时，A uf ＝1；当R 2＝l0k Ω，A uf ＝2；当R 2＝20k Ω， A uf ＝3；依次类推，当R 2=70k Ω, A uf ＝8。
为达到放大器增益数字控制的目的，可由数据选择器和电阻构成数控电阻网络，代替图中的R 2，通过改变数据选择器的地址编码，实现数控电阻的目的。
设计原理图（包括电路各部分的功能）：根据数控增益放大器功能要求，最终设计方案将电路分为以下几部分：（1）信号产生及观测部分：实现信号的输入与增益的观测（2）放大电路部分：实现信号的增益放大功能（3）放大倍数输入及控制部分：实现增益放大倍数的手动自由控制（4）放大倍数显示部分：实现放大倍数的显示在实际电路接线中，由于异步计数器芯片的缺乏，采用一个同步计数器来代替，实现放大倍数0~7的显示。
四、本人负责的部分（1）设计电路实现增益放大倍数的输入、控制与显示。
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一、设计目的1、了解并掌握电子电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力。
2、通过查阅手册和文献资料，进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则；进一步掌握电子仪器的正确使用方法。
3、学会使用EDA软件Multisim对电子电路进行仿真设计。
4、初步掌握普通电子电路的安装、布线、调试等基本技能。
5、提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力，学会撰写课程设计总结报告；培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
二、设计内容及要求1、任务设计并制作1个数控增益放大器。
2、基本要求1）设计一个数字控制增益的放大器，要求在控制按键的作用下，放大器的增益依次在1~ 8之间转换。
2）用LED数码管显示放大器的增益。
3、主要元器件包括：74LS283，74LS48，74LS160，74LS04，LF412，CC4051。
三、设计方案可选择同相输入比例放大器，其电压增益为R2?1?A uf R1RRRA＝1时，=0如果取Ω＝10k，则可以通过改变；当实现增益的改变，当uf212RAR AR A＝8。
；依次类推，当，＝3Ω=70k,Ω＝2 Ω＝l0k，＝；当20k ufufuf222为达到放大器增益数字控制的目的，可由数据选择器和电阻构成数控电阻网络，R，通过改变数据选择器的地址编码，实现数控电阻的目的。
代替图中的2：设计原理图（包括电路各部分的功能）．根据数控增益放大器功能要求，最终设计方案将电路分为以下几部分：（1）信号产生及观测部分：实现信号的输入与增益的观测（2）放大电路部分：实现信号的增益放大功能（3）放大倍数输入及控制部分：实现增益放大倍数的手动自由控制（4）放大倍数显示部分：实现放大倍数的显示在实际电路接线中，由于异步计数器芯片的缺乏，采用一个同步计数器来代替，实现放大倍数0~7的显示。
四、本人负责的部分（1）设计电路实现增益放大倍数的输入、控制与显示。
（2）实际接线中设计、检查74161同步计数器与其他部分的接线；调试过程中部分问题的发现与排除。
设计过程及遇到的问题：整个设计过程我先后使用了以下三套设计方案，（1）最初确定使用74LS283四位加法器实现放大倍数的显示比输入到模拟，如图+1开关的数值使用加法器可以方便地实现显示放大倍数比输入地址+1的功能，接线简洁，所需芯片数量少，芯片功能简单易懂，可大大地减少工作量，但由于实验室没有74LS283加法器，我不得不更换其他方案。
（2）采用两片74161同步计数器代替加法器实现放大倍数的输入、控制与显示，如图，左边的计数器输出信号引入到模拟开关的输入端，两片同步计数器采用同一个脉冲信号，在第一个计数循环，两片计数器均从0计数到8；之后左边的计数器反馈置数为0，右边的计数器反馈置数为1，从而第二个计数循环，实现放大倍数的显示比输入到，1右边的计数器总比左边的计数器输出超前模拟开关的数值+1。
该方案只需一个开关控制脉冲，操作较方便。
然而，接下来的测试中，我发现其存在很大的漏洞。
进入第三个计数循环之后，实际放大倍数为1时，显示却为2；实际放大倍数为2时，显示却为3……下面我来分析一下为何会发生此类问题。
使用该方案只有在第二个计数循环能实现+1功能，进入第三个循环之后则会发生错位。
因为进入第二个循环左边计数器的循环为0000-0001-0010-0011-0100-0101-0110-0111-1000，而右边计数器循环0001-0010-0011-0100-0101-0110-0111-1000-0001；此时可以正常地完成显示+1功能。
下面进入第三个计数循环：左边计数器的计数循环为0000-0001-0010-0011-0100-0101-0110-0111-1000-0000，右边计数器为0010-0011-0100-0101-0110-0111-1000-0001-0010-0011。
左边计数器循环模长为9，右边计数器循环模长为8，同样，接下来每经过一次循环就会发生一次错位，因此在第二个循环之外的其他计数循环都会发生错位，而且每过八个计数循环才能出现一次所需要的正常的计数过程。
两个计数循环模长不等是造成错位问题的根本原因，也正是我在设计过程中所忽略的一点，这使得该部分的操作、观测变得极为繁琐，而无法完整地、稳定地实现显示+1功能。
由于上述问题，我不得不放弃该方案，不过该方案也为我接下来的设计提供了基本思路，我只需针对这些错位问题做些改进。
（3）最终设计方案：采用两片74193异步计数器代替74161同步计数器实现放大倍数的输入、控制与显示，如图，异步计数器只需置数端达到有效电平无需脉冲到来就能完成置数，这个特点对于我的设计非常有用。
与方案（2）一样采用一个开关控制脉冲，另一个开关在电路运行瞬间断开，稳定运行时闭合，中间使用一个反相器将输入信号同时导入两个芯片的置数端，左边的计数器进行0~7计数循环，右边计数器进行1~8计数循环，两者循环模长相等，不会发生错位。
当然，该方案也并不完美，还有可以改进的地方，例如置数开关可以简化或省略，采用其他手段简化或减少一个计数器等等，由于个人能力有限以及时间较为紧张，仅做到了这种程度，但这已经可以很好地完成所需的功能。
五、仿真设计结果1、仿真电路图由仿真电路图，根据电路各部分的原理和功能，将整个电路分为四部分：（1）信号产生及观测部分该部分包括一个信号发生器和一个双踪示波器。
由信号发生器产生相应的一定频率、幅度和波形的信号输入到放大器同向输入端，示波器分别连接到同相输入端和输出端，同时观测并对比两端的波形。
（2）放大电路部分该部分包括LF412运算放大器、ADG408(实际接线采用CC4051)八位R电阻1电阻、七个11电阻串联。
一个模拟开关、一个?k?kk?1通过运放反向输入端接地，由运算放大器虚短特性，反向输入端与同向输入端电压相同。
当八位模拟开关接收到某个二进制信号，控制相应的那个开关接通，其余开关断开，将N个1电阻从运放方向输 k R的阻值，实现输出信号为入端到输出端接入电路，从而控制电阻2输入信号的N+1倍。
（3）放大倍数输入及控制部分（该部分由本人设计）该部分由一个74193异步置数计数器、一个74LS04反相器和一个开关组成。
该异步计数器为脉冲上升沿触发，开关每次断通则输入一个上升沿脉冲，则放大倍数加一，当计数器输出二进制数为1000时，反相器输出高电平，立即反馈清零，1000值停留很短时间就瞬间跳变为0000，因此该计数器输出到八位模拟开关的二进制信号为000—001—010—011—100—101—110—111—000的循环，增益放大倍数为1-2-3-4-5-6-7-8-1的循环。
（4）放大倍数显示部分（该部分由本人设计）该部分由一个异步计数器、一个显示器和一个开关组成。
在整个电路运行之初，开关断开，计数器直接置数到0001，显示器显示放大倍数为1；然后开关闭合，电路进入正常运行，该计数器和倍数输入控实现两个计数器制部分的计数器共用同一个脉冲和同一个置数信号，同时计数和同时置数，该部分的计数器输出到显示器的二进制信号为0001—0010—0011—0100—0101—0110—0111—1000—0001，始终比前一个计数器+1，从而实现增益放大倍数显示的功能。
2、仿真测试结果（列举增益放大倍数分别为1、3、8时的仿真测试结果）（1）增益放大倍数为1时示波器与显示器结果（3）增益放大倍数为3时示波器与显示器结果时示波器与显示器结果8）增益放大倍数为8（．由仿真测试结果，每组均存在7~9mV的固定误差，据分析，是由于ADG408芯片内部存在117欧姆的热敏电阻（见ADG408芯片详细信息），使实际接入电路的电阻比理论上大，导致了这样的固定误差，该误差在允许范围内，因此该仿真电路能够较精确地完成增益放大的功能。
六、硬件成品及调试结果1、硬件电路成品照片硬件电路工作原理与仿真电路基本一致，不同之处在于：由于元器件的缺乏，使用一片74161计数器代替两片异步计数器实现放大倍数的输入控制与显示，该同步计数器采用与非门实现反馈清零；同时译码器和显示器分为两部分来连接，显示的放大倍数为0、1、2、3、4、5、6、7。
2、调试结果【正弦波信号测试结果】（列举放大倍数为1、2、7时的测试结果）（1）增益放大倍数为1时调试结果（2）增益放大倍数为2时调试结果（3）增益放大倍数为7时调试结果【直流信号调试结果】接线完毕，向输入端输入100mV直流电压，用直流毫伏表表测量结果如下输入电压 0.100V增益倍数 123 4 5 6 7 80.825输出电压(V) 0.4230.5240.116 0.6240.2190.3200.727由表中数据，每组输出电压均存在比理论值高出20mV左右的固定误差。
对电路进行重新接线并固定好之后，再测得一组数据如下输入电压 0.100V增益倍数 123 4 5 6 7 80.814输出电压(V) 0.6130.3130.7130.4130.114 0.5140.215此时实验数据仍存在固定误差，但减小为14mV左右。
分析可能导致误差的原因：（1）由资料可知，CC4051内部存在100欧姆左右的热敏电阻，造成实际放大倍数比理论值偏大，该影响不可忽略且在实验中难以消弱；（2）导线、元器件管脚与面包板接触不良，导致线路电阻增大，统一造成实际放大倍数比理论值偏大，该影响不可忽略，但可以通过固定结实接线使之接触良好的手段来尽量减小；（3）实际运算放大器无法达到理想的虚短，以及其他元器件对电路也会产生微量的影响。
正是这些原因导致了硬件电路的误差比仿真电路误差大，因此在调试硬件电路时应更加细心。
3、调试过程中遇到的问题硬件接线完毕后，拿到实验台上调试，首先我遇到了以下两个问题：（1）无论如何调脉冲开关，示波器显示的输出波形都不正常，输出端口电压幅值很大；（2）无论如何调脉冲开关，显示器都无任何显示。
针对问题（1），输出波形不正常，问题出在信号发生和观测部分、放大电路部分；此外，也可能计数器不能正常地输入到地址端，但经其他组员检查计数器和与非门功能正常，于是排除了这部分问题的可能。
．然后独立检查这两部分：信号发生器可以产生稳定的正弦波，示波器可以正常显示，于是排除这部分，于是问题出在放大电路部分。
经检查测试，运算放大器LF412功能正常，各电阻阻值正常，接线牢固，因此可以将问题锁定到CC4051芯片上。
由输出端口电压很大，可知运放的反向输入端和输出端始终断路，CC4051模拟开关并未实现选择功能。
接下来单独检查CC4051芯片，按照之前的接法，输入输出端出问题的可能性不大，因此估计使能端的实际正确接法与之前查询资料上的接法有所出入。