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1.绪论 1.1自动增益控制简介
1.2设计目的 根据要求，设计一个增益可自动变换的放大器电路的设计、仿真与调试。 1.3设计内容 1.查阅资料，确定设计任务的设计方案； 2.设计电路，进行参数计算； 3.用multisim软件进行仿真； 4.电路的调试与测试； 5.写出设计总结文档。 1.4设计要求 输入信号为0～1V时，放大10倍；为1V～5V时，放大2倍； 5V以上放大0.5倍 。 2.系统总体设计2.1设计方案 设计方案：将设计电路分为三块，即：电压比较电路，增益选择电路，放大电路。 电压比较电路：通过电压比较器将输入电压（vi）与既设定的比较范围比较，确定其放 大倍数； 增益选择电路：根据译码器和模拟开关的逻辑功能对所得不同电压进行筛选； 放大电路：由一般运放构成的负反馈放大电路。 2.2电路流程图 图x.X 怒怒怒 3.硬件设计3.1电压比较电路 3.1.1电路参数 电压比较电路的工作原理：当反向输入端的电压值大于同向输入端的电压值时，电压比较器输出为VCC(+10V)，反之则为VEE(-10V)。在数字电路中，大于0V的电压都认为是高电平1，相反为0。这里选择的都是1K的电位器，用于选择比较器的阈值电压。选定的阈值电压分别为1V、5V。电压比较器的存在使得信号从模拟量转变为数字量，进而加以运算。比较器输出端接了上拉电阻来使输出只存在高电平（10V）和低电平（-10V）。 3.1.2电路原理图
 图3.1.2 电压比较电路 3.2.增益选择电路 3.2.1电路参数 因为比较器输出端只存在高电平（10V）和低电平（-10V），这时候通过一个逻辑元件来根据输入电平高低选择通路，不同通路的放大倍数不一样。 选择电路用的是模拟开关。CD4051是单8通道数字控制模拟电子开关，有三个二进控制输入端A、B、C和INH输入，具有低导通阻抗和很低的截止漏电流。幅值为4.5～20V的数字信号可控制峰值至20V的模拟信号。例如，若VDD＝+5V，VSS＝0，VEE＝-13.5V，则0～5V的数字信号可控制-13.5～4.5V的模拟信号。这些开关电路在整个VDD-VSS和VDD-VEE[url=]电源范围[/url]内具有极低的静态功耗，与控制信号的逻辑状态无关。当INH输入端＝“1”时，所有的通道截止。三位二进制信号选通8通道中的一通道，可连接该输入端至输出。 在multisim中没有CD4051，所以选用了MPC509A来代替，其中的原理是相同的。通过查阅手册，MPC的主要区别是INH变为了EN引脚，高电平导通（而非CD4051的截止），其中，信号控制部分的参数与逻辑部分的参数展示如下图：   图3.2.1-2 MPC509A真值表 图3.2.1-1 MPC509A的元件参数 3.2.2电路原理图
图3.2.2 增益选择电路 3.3分段输入电路 3.3.1电路参数 在MPC509A中，是共输出，选输入的，所以不能再输出端进行分段放大。这就只能在输入端进行分段缩小，再在输出端进行放大。 仿真中，为了分段需要，拟定了先统一放大0.1倍，再提供三条电路分别放大0.5，2，10倍供MPC509A筛选。 根据真值表，有：电压小于1V，输入  ,  都为高电平，故放大0.1*10倍（即直接连接）接IN4脚。 电压大于1V小于5V，输入 为高电平， 为低电平，故分压产生0.1*2倍接IN2脚。 电压大于5V，输入 , 都为低电平，故分压产生0.1*0.5倍接IN1脚。 3.3.2电路原理图
图3.3.2 分段输入电路 3.4放大电路 3.4.1电路参数 本实验所用的放大电路为LM324加负反馈的放大电路，Vo=（R9+R10）/R9*Vi。R9=1K欧，R10用的是9kΩ（由于调试时，实际放大倍数与理想值有偏差，故而调试了R10的值为8.97kΩ，使得其在电压较低时有良好的放大效果） 3.4.2电路原理图 图3.4.2 放大电路图 3.5系统总体电路
图3.5 系统总体电路 4.仿真仿真时，我分别输入了0.5V,2.5V,7V三个直流信号和函数信号（10V正弦信号），输出结果分别如图所示：
图4-1仿真 图4-2仿真
图4-3仿真
图4-4 仿真（通道A为输出波形，通道B为输入波形） 由上面四幅图可以看出，输出信号与输入信号之间的倍数关系与设计要求相符，误差在允许范围之内，仿真成功。 5.所需元件 元件清单
6.总结方案设计中的不足以及设计中遇到的问题： 2、 通过本次实验，充分感受到数字电路和模拟电路结合设计电路的过程。在电路设计中，通常可以把复杂的电路按原理和功能拆分为不同的板块，在相对简约方便的情况下选取设计方案，最后宏观整合便得到了相应功能的电路结构。从总体方案构思，再到分部设计，最后得出自己整个的方案。
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