可编程放大器

毕 业 设 计 说 明 书

题 目： 可编程放大器

专 业： 电子与信息技术 年 级： 零四级 学 生： 卓盼晴 指导教师： 李繁荣

2009 年 5 月 12 日

1

摘要、关键词：中文（150～200字）、英文；单独1页（见样件） 目录：内容必要对应页码号 设计报告正文： 前言：

总体方案设计：

包括方案比较、方案论证、方案选择 （以方框图的形式给出各方案） 单元模块设计：

各单元模块功能介绍及电路设计； 电路参数的计算及元器件的选择； 特殊器件的介绍； 各单元模块的联接。 软件设计：

说明软件设计原理及设计所用工具； 画出软件设计结构图、说明其功能； 画出主要软件设计流程框图。

系统调试：

包括系统硬件及软件调试，说明调试方法与调试内容。 系统功能、指标参数：

①说明系统能实现的功能；②系统指标参数测试，说明测试方法，要求有测试参数记录表；③系统功能及指标参数分析（与设计要求对比进行）。

设计总结：

包括：①对设计的小结；②设计收获体会；③对设计的进一步完善提出意见或建议。

参考文献：如：附：

一 可编程放大器 可变增益放大器分类

（1）普通放大器实现增益可变的方式

如图5-7-1所示，这是一个典型的通过改变反馈电阻大小而实现增益可变的放大电路。其增益可在1~100之间改变。

（2）采用模拟电子开关实现增益可变

如图5-7-2所示一组模拟开关在控制信号作用，每次只有一个开关接通，这样就实现了反馈电阻可变的目的，最终实现了增益的改变。

2

Rw100KUiR110KAR310KUoR25.1K图5-7-1 采用电位器的可变增益放大器UinUoAS1S2S3R4R3R2S4R1图5-7-2 采用电子开关的 增益可变放大器

（3）电压控制增益可变增益放大器

如图5-7-3所示，改变场效应管的控制电压，其D—S间电阻也随之变化，故反馈量产生变化，最终增益实现了改变。

以上三种类型，都能实现增益可调，（2）和（3）中都是源于（1）而加以改进的。后两种更有利于实现可编程增益控制。我们以（2）类为范例，讨论如何设计可编程放大器。

可编程放大器及其设计方法

11我们采用模拟电子开关实现增益可调，每档分别取100、10、1、5、10、

50和100共七档。如图5-7-4所示。这是一个典型的反相放大器，元件的阻值就是按以上要求选取。CD4051B为一个8选1模拟开关，这里只用了七路。通过控制端的数码组合，选择相应的电阻接入回路。电源电压选择+5V，是为了与控制信号TTL电平兼容。如果要使放大器具有较好的宽带，运放的性能很重要。这一部分主要为增益控制级，基本完成。

要完成一个简单实用的放大器，还应具备哪些相应的电路。为了保证增益级的变化不对前后级相应电路产生影响，一般应增加前后两级隔

3

UiAR1R2UoCTR3VCR4图5-7-3 电压控制增益可变放大器 4

+12V3UiR20K+5V163XX0X1X2X3X4X5控制信号X6AB9C67X7131415121524R1200R22KR320KR4100KR5200KR61MR72MA2-12VUo{1110INHVSS8VEE

离电路。最后一级输出级，采用固定增益，一般后可接各类驱动电路。复杂的控制可由微处理器芯片完成，这里采用手动控制，可有两种方案，一种为循环式，一种为直接选择式。我们选择直接选择式，仅需三个开关即可实现。图5-7-5为其实现原理框图。

图5-7-6就是按上述思路完成的可编程增益放大器。此电路通常适用于各类测量电路中，为了保证增益的准确性，实际使用时相关元器件按使用要求选定，与增

益有关的电阻元件误差应小于1%，电路中应有调零电路。

Ui输入隔离级增益可控放大器输出隔离级输出放大器Uo图5-7-4 设计实例电路图增益选择控制信号编码图5-7-5 设计电路原理框图

图中运放为TL084四运放，也可用CA3140单运放四只替代。

5

性能差不多。电路中3只LED用于指示状态，应注意选用有一定驱动能力的芯片带动。否则可能亮度不够。计数通过一个开关给出，通过计数器编码，实现循环增益可制。

CD4051

Cd4051 相当一个单刀八掷开关，开关接通哪一通道，由输入的3位地址码ABC来决定。INH是禁止端，当INH=1时，各通道均不接通。此外，CD4051还设有另外一个电源端VEE，以作为电平位移时使用，从面使用通常在单组电源供电条件下工作的CMOS电路所提供的数字信号能直接控制这种多路，如果在八个通道输入一模拟量，在输出端将出什么是自己设定

6