增益自动切换的放大电路的设计 2 - 图文(2)

兰州交通大学2015年大学生电子设计

1.3系统工作原理（基本要求、提高要求、发挥部分）：

基础要求：将直流信号加到基准电压分别为5V和1.5V的比较电路输入端进行分档比较，对应某一输入电压值，相应的比较电路输出为高电平或低电平，将比较器的输出状态通过模拟开关的控制，选择不同的增益电路，从而实现增益的自动切换。

提高部分：采用峰值采样电路，先将交流信号输入峰值采样电路，再将输出的峰值加到比较电路输入端进行分档比较，其他同上。

1.4参数计算和元器件选择说明（基本要求、提高要求、发挥部分）：

基础要求：放大电路电阻：R8=10kΩ，R6=100kΩ，R5=10kΩ,R7=1kΩ.

分压电阻：要满足分压分别为3V和0.5V，则设置Rw=90kΩ，R5=25kΩ， R6=5kΩ，可满上述要求。

提高要求：峰值采样电路：IN4018二极管、10nF电容放大电路电阻及分压电阻同基础部分。 基础要求： 比较电路：

说明如下：

1、LM324为专门集成比较器，工作时需接一上拉电阻，当输入端U+>U-时，输出为所接的上拉电压，当输入端U+

2、参考电压通过一个分压电路将15V分出所需要的5V和0.5V首先调节变阻器得到5V一个电压，接着通过9V和1V的电阻可以得到0.5V电压。

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增益电路：

说明如下：

由于模拟开关4066的工作原理与4052不同，故正如前所述必须将比较器所得结果通过一些与非门才能实现Rf的选择。至于电阻参数的选择，在电路设计部分已经提及，同时由于采用的反相比比例放大故对于输出结果必须同过一个反相器才能得到的真正结果。

提高部分： 整流滤波电路

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(1)、当无电容C3,且R4为20kΩ时：

1、若Ui为正时，D3短路，D1导通，Uo1=-Ui时，Uo=-2Uo1+(-Ui)=Ui。故Ui>0,Uo=Ui。 2、若Ui为负，则D3导通，Uo1=0,则此时Uo=-Ui。 故实现了精密整流。

（2）、当接上电容后，可实现滤波，但是由傅里叶级数展可知，滤出的直流分量为峰值的2/π,故为了得到峰峰值（即两倍的峰值），需提高R4的大小，故R4=20*π=62.8kΩ(通过调节实验箱的滑动变阻器得到)。

增益显示：由于增益的显示部分无用multism仿真，尽在此处以文字作简要说明： Led显示：由于实际电路采用4052，而4052中有两个四选一开关，故可采用与选择Rf一样的方法选择不同颜色的Led灯亮，区别仅在于一端采用输入5V电压，另外三端接Led灯。

二、电路的仿真结果

基本要求：

A、当输入为0.5V时：

从仿真波形看出，当输入为0.5V输出为4V,增益约为7，基本达到要求。 B、当输出为5V:

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提高要求：

A、当输入信号峰值为5V时： 精密整流加滤波结果：

从波形可知，基本接近峰值。

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输出波形：

从波形可知，当输入峰值为5V时，输出为5.1V，基本达到要求。 B、当输入信号峰值为2.4V（峰值为4.8V）时： 精密整流加滤波：

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