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1、键入文字模 拟 电 子 技 术 基 础课 程 设 计 (论 文 )程控增益放大器院 （ 系 ） 名 称 电 子 与 信 息 工 程 学 院专 业 班 级 通 信 132 班学 号学 生 姓 名指 导 教 师起 止 时 间 ： 2015.7.62015.7.19键入文字课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院 教研室：电子信息工程 学 号 学生姓名 专业班级 通信 132 班课程设计（论文）题目程控增益放大器课程设计（论文）任务任务要求：1、设计并制作放大倍数由数码控制程控增益放大器。2、电压放大倍数 N 由拨码开关控制，1N99。3、vo 电压绝对值在 110V 范围，输入电阻
2、Ri8M，输出电阻Ro20 。技术要求：1 、分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。2 、确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，敲定可行方案。3 、设计各单元电路，总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计，最后组成系统。4、利用 Multisim（或 EWB）进行电路仿真与调试。键入文字指导教师评语及成绩平时成绩： 答辩成绩： 论文成绩： 作品成绩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日注：平时成绩占 20%，答辩成绩占 20%，论文成绩占 40
3、%，作品成绩 20%。键入文字I摘 要本文设计是程控增益放大器。说明了程控增益放大器的结构和功能及其主要的特点。最后举出了实用电路。放大器是应用最广泛的一类电子线路。它的功能是将输入信号进行不失真地放大。在广播，通信，自动控制，电子测量等各种电子设备中，放大器是必不可少的组成部分。在各类电子仪器和设备所采用的电子线路中，集成运算放大器是应用最普遍的模拟电子器件。集成运放配上不同的反馈网络和采用不同的反馈方式，就可以构成功能和特性完全不同的各种集成运放电子电路，简称运放电路。这些运放电路是各种电子电路中的最基本的组成环节。本系统能够实现增益由程序控制，能够满足各项技术指标，测量准确，工作可靠，性
4、能价格比较高。 关键词：运算放大器；多路转换开关；程控；增益放大键入文字II目 录第 1 章 绪论 .11.1 程控增益放大器发展概况（或研究现状） .11.2 本文研究内容 .1第 2 章 程控增益放大器总体设计方案 .12.1 程控增益放大器设计方案论证 .12.2 总体设计方案框图及分析 .1第 3 章 程控增益放大器单元电路设计 .33.1 程控增益放大器具体电路设计 .33.1.1 模拟开关设计 .43.1.2 集成电路运算放大器设计 .43.1.3 反馈电阻网络设计 .63.1.4 增益调整电路设计 .73.2 元器件型号选择 .83.3 参数计算 .8第 4 章 程控增益放大器仿
5、真与调试 .94.1 Multisim 仿真与调试 .94.2 仿真结果分析 .9第 5 章 程控增益放大器实物制作 .115.1 程控增益放大器电路焊接 .115.2 程控增益放大器作品 .11第 6 章 作品测试与数据分析 .12第 7 章 总结 .14参考文献 .15键入文字1第 1 章 绪论1.1 程控增益放大器发展概况（或研究现状）随着电子技术的不断发展，程控增益放大器在自动测控、智能测控、智能仪器仪表等重要领域的应用越来越广泛。程控增益放大器可以通过软件程序改变增益，它能自动适应大范围变化的模拟信号，针对被测信号的大小来调节放大器的增益，将不同的幅度的模拟信号放大到某个特定的范围来
6、保证后端电路正常工作。随着电子技术的不断发展，可变增益放大器在自动测控等应用越来越广泛。1.2 本文研究内容本设计是一种放大倍数由程序控制的放大器符号 PGA，在多通道多参数空间一个测量放大器，多通道放大器的信号的大小并不相同，都是放大至 A/D 交换器输入要求的标准是电压，因此对各个通路要求测量放大器的增益也不同。放大器的交流是由数字信号控制的反馈电阻完成的，这种电路结构简单成本低使其幅度程控增益放大器(PGA)主要用于对幅度较小信号进行增益控制，达到 ADC 转化器所工作的要求。利用拨码开关的数码代替电位器刻度，具有线性度好、精度高、直观，可直接或间接取代一般线性电位器或多圈线性电位器。在
7、电子仪器仪表设备、工业自动化控制，稳压、恒流、供电、机电保护、电动机保护、温控、湿度、压力、重量等自动控制中达到数字设定的目的。放大器的增益的变化是由数字信号控制其反馈电阻完成的。本科生课程设计（论文）2第 2 章 程控增益放大器总体设计方案2.1 程控增益放大器设计方案论证程控增益放大器并不多见，需要采用其它方法来实现，通常有三种方法：1) 放大器 +多路转换开关+MCS-51 单片机第一种方法采用 MCS-51 单片机及其扩展，多路转换开关，数控增益放大器等构成了实用性较强的硬件电路。放大器是应用最广泛的一类电子线路。它的功能是将输入信号进行不失真地放大。在广播，通信，自动控制，电子测量等
8、各种电子设备中，放大器是必不可少的组成部分。在各类电子仪器和设备所采用的电子线路中，集成运算放大器是应用最普遍的模拟电子器件。集成运放配上不同的反馈网络和采用不同的反馈方式，就可以构成功能和特性完全不同的各种集成运放电子电路，简称运放电路。这些运放电路是各种电子电路中的最基本的组成环节。本系统能够实现增益由程序控制，能够满足各项技术指标，测量准确，工作可靠，性能价格比较高。 2）运放+模拟开关 +电阻网络第二种方法利用模拟开关切换电阻反馈网络，从而改变放大电路的闭环增益。此种方法所需元器件较多，电路庞大。虽然精度受到限制，但是较易实现。3）运放+数字电位器。第三种方案采用固态数字电位器来控制放
9、大电路的增益，线路较为简单。但现有的数字电位器分辨率有限，常见的有 32、64 抽头，少数可达 1024 抽头，因而构成的放大器精度有限，无法满足 10 位甚至 12 位数据采集系统的要求。本设计采用方案 2。2.2 总体设计方案框图及分析根据放大倍数以步距 1 在 1100 范围内变化的要求，可用 3 位拨码开关对 D/A 置数来设置放大倍数，并用模拟开关控制增益。该方案电路简单，使用者必须根据增益在哪一挡来换算放大倍数，且只能实现预置数功能。总体框图如图 1.1 所示。本科生课程设计（论文）3图 2.1 程控增益放大器框图模拟开关 电阻网络 运算放大器本科生课程设计（论文）4第 3 章 程
10、控增益放大器单元电路设计3.1 程控增益放大器具体电路设计电源电路为了保证足够的电源供应，我们制作了一个有5V、12V、15V、030V 可调的电压源。Vo 为输出端。图 3.1 程控增益放大器整体电路拨码开关输入 3 位 10 进制数 1999 时，输出为 20，实际上是 3 个位上的电阻器并联，相当于 1 个 560k 的电位器，共有 101010=1000 种组合的阻值，在一般情况下，完全可以取代在模拟电路中广泛使用的无级调节的电位器。这种用法不需任何外部调整元件件就能可靠地工作。但为了保证效果更好，应该在正、负电源供电端连接一个 1F 的旁路钽电容到模拟地，且应尽可能靠近放大器的电源引脚，并按图中所示点接地。使输入级输出的直流电位
