模电实验设计增益切换电路 - 图文

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) (2) (3)

当Ui<0.5V时，电路的增益约为10倍。 当0.5

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：

设计一个增益自动切换电压放大电路。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Ui<0.5V时，电路的增益约为10倍。

(2) (3)

当0.5

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。

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. 基本要求部分电路工作原理

将直流信号加到具有不同基准电压的比较电路输入端进行分档比较，对应某一输入电压值，只有相应的一个比较电路输出为高电平（或低电平），其余比较器输出为低电平（或高电平）。根据比较器的输出状态，通过模拟开关的控制，选择相应的增益。 2. 提高部分电路工作原理

根据题目的提高部分的要求，交流信号幅值取样电路可以采用整流滤波取平均值的方法。然后将交流信号幅值与参考电压比较，得到比较器的输出电平，通过模拟开关选择增益电路。

(2) 电路结构框图（请写明基本要求、提高要求、发挥部分）： 1.基本要求：

输入电压比较器模拟开关增益选择电路输出电压3. 提高部分 输入电压比较器模拟开关增益选择电路 输出电压整流电路

(3) 电路原理图（请写明基本要求、提高要求、发挥部分）： 1.基本要求

2.提高要求

(4)

系统工作原理（请写明基本要求、提高要求、发挥部分）：

1.基本要求

如原理图所示，运放A1、A2作为电压比较器。它们的反相输入端分别接基准电压UREF1和UREF2，这两个基准电压可由R1及R2、R3组成的

REF1Ui与U分压器获得。输入信号Ui同时加在A1、A2的同相输入端，和

决定它们的输出UUREF2进行比较，

UA2A1、用UA1、UA2是高电平还是低电平。

去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

自动转换。受模拟开关的控制，电阻R4-R7与运放A3构成增益可控的反相放大电路。模拟开关CD4052的状态受电压比较器A1、A2的控制，反相放大器A3的反馈电阻可切换为R5、R6或R7，则放大电路的增益分别为?2.提高要求

在基本要求的基础上添加整流电路。整流电路由运放、二极管和电容电阻构成。当输入信号时，二极管导通，电容充电，在当输入电压达到峰值时，电容停止充电，将电容两端的电压送到比较器，通过比较器输出信号控制模拟开关。

(5) 参数计算和元器件选择说明（请写明基本要求、提高要求、发挥部分）： 1.基本要求：

增益切换电路采用反相输入。

Au??R5R4??100k?10k???10R5R4、?R6R4和?R7R4。