控制信号形成电路 模拟开关 可调节分压电路 同向放大电路 输出
2)各部分电路工作原理：
1.采用可调节分压电路，通过选择合适的电阻和电位器搭配获得合适的输入电压。
2.控制信号形成电路：
根据输入信号的分界值设定电压比较器的基准电压VREF，再与输入的待测信号相比较，决定它们的输出电平是高电平还是低电平，并形成控制信号。 3.增益的控制：
集成运算放大器与相关的电阻构成同相比例放大电路。调整接于运算放大器输出端与反相端之间的反馈电阻，即可控制电压增益。用模拟开关来切换反馈电阻。 4.模拟开关的控制：
模拟开关的工作状态，由两个电压比较电路组成的控制信号形成电路来控制。根据输入信号的分界值设定电压比较器的基准电压，输入的待测信号与之相比较，决定它们的输出电平是高电平，还是低电平，并形成控制信号控制模拟开关接通相应的反馈电阻。
3.实验电路的设计步骤及参数计算
3.1.电器元件的确定：
由Av?1?Rf知，设定R1=10kΩ， R1 当增益为10倍时，Rf约为90kΩ，即为R2=90kΩ； 当增益为5倍时，Rf约为40kΩ,即为R3=90kΩ； 当增益为2.5倍时，Rf约为15kΩ，即为R4=15kΩ。
我们设定电压比较器时输入为12v的直流电压，当4052工作在不同状态时，连接不同，在输入0~2v之间时，我们设定4052的A,B端电压为1v和0.5v，设为VRFE1和VRFE2,则电压比较器接地电阻我们可以设定为10kΩ,即R5=R6=10kΩ。在与12v连接处用电位器Rp来调节。此时对应输入的三种状态为00,01,11，按此连接电路。
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1）集成运放：根据任务要求，考虑到输入信号频率较低，故采用通用型运放LM324（四运放）。
LM324引脚图：
2）模拟开关：根据设计任务要求，要在三个不同的增益值间进行切换，故采用双路四选一的双向模拟开关CD4052。
CD4052的功能引脚图： 模拟开关真值表：
3）参数计算： S3接通时，增益Av=(1+R4/R1)=10，取R1=10K，则R4=90K,取标称值100K。同理R3=40K,R2=15K。
为了使VRFE1和VRFE2满足题目要求：R5=R6=5.1K，取标称值10K。
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3.2电路图设定为：
用电压比较器进行自动增益切换的放大器
3.3电路的工作原理分析：
1）增益的自动控制
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Rf。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 ，这两个基准电压从RW1，R5，R6组成的分压器获得。输入信号Vi同时加在A2，A3的正输入端。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：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。
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3）模拟开关的工作原理
采用CMOS模拟开关CD4052可以实现电压增益的自动切换。两路开关的工作状态由控制信号A1、A0来决定，。当A1、A0 都是低电平时，X接通X0，Y接通Y0；当A1为低电平，A0为高电平时，X接通X1，Y接通Y1；当A1为低电平，A0为高电平时，X接通X2，Y接通Y2；当A1、A0 都是高电平时，X接通X3，Y接通Y3。这样控制A1、A0的电平即可实现四选一功能。
3.4电路的估算结果：
当vi?0.5v时，输出应该在0~5v之间；0.5v?vi?1v，输出应该在2.5~5v之间；
1.0v?vi?2.0v，输出应该在2.5~5v之间。
4．硬件调试过程及测试指标
4.1电路安装，检查：
在电路设计好之后，在面包上按图进行布线安装时应注意：
1）按照信号流方向顺序安装，个单元电路元件要相对集中，前后级分明，便于检查调试； 2）尽量少引线交叉，将输入和输出回路分开，避免自激。一般插板左端为输入，右端为输出，避免出面芯片漏接电源或接地；
3）布线要有步骤地进行，一般是先布电源线和地线，然后按组装图从输入级、中间级到输出级依次连接好各元器件。在此条件下，尽量做到接线短、接线少。为方便测量，尽量使电源线和地线靠近电路板周边；
4）插入时使所有集成电路（芯片）的插入方向一致，缺口朝左，所有引脚均对准插件电路板中央凹槽两边的小孔，均匀用力按下，注意管脚不能弯曲；拔出时用专用拔钳夹住集成块两头，垂直往上拔起，以免集成块受损；
5）注意正负电源的连接方式（提示：LM324用正负12V的双电源，CD2052的VDD=+12v，INH,VSS,VEE接地）；
6）安装时，二极管，三极管注意极性，电阻电位器要检查阻值；
7）安装完毕后，进行通电并将各级电路断开，分别检查同相比例放大器，电压比较器，模拟开关，输入与输出的关系以及端口是否接错。
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