自动增益直流放大器设计-LM324与CD4051应用

"这篇文档是关于模拟电子技术基础课程设计的报告，主要涉及了一个自动增益选择开关电路的实现，该电路能够根据输入电压的不同范围调整放大倍数。设计采用了LM324集成运放作为核心组件，结合CD4051模拟开关，实现了增益在0.5到3倍之间的自动切换。设计者张嘉明在指导下完成了电路的仿真、设计、组装和调试，并撰写了详细的课程设计报告。" 在自动增益直流放大器的设计中，电路采用了运算放大器LM324作为基础，它具有双电源供电能力，输出电压范围包括负电源电压。电路采用了反相比例运算放大器配置，以实现0.5至3倍的不同放大倍数。反相比例运算放大器的特点是输入电阻高，输出电阻低，通过设置不同的分压电阻，如RP7、RP5、RP4和RP2，可以改变放大倍数。例如，当RP7设置为500Ω时，与1KΩ的R1配合，放大倍数为0.5；当RP5设为1KΩ时，放大倍数为1，以此类推。 设计中还涉及到电压比较器的功能，通过比较输入电压与设定阈值，选择适当的增益挡位。电路引入了电压串联负反馈，使得输入端“虚短”，输出端“虚断”，保证了净输入电压为零。为了确保输出电压始终为正值，即使输入电压Ui大于0，也会在U2Bo之后加一个同样结构的反相放大器，放大倍数为1，确保输出U2Do的符号不变且数值保持。 此外，设计中还使用了CD4051模拟开关，它可以根据不同的输入电压范围选择合适的增益路径，从而实现自动增益控制。整个系统由三个主要模块组成：LM324电压比较电路模块，CD4051模拟开关电路模块，以及LM324运算放大电路模块，共同协作以满足不同输入电压下所需的增益需求。 设计者张嘉明在规定的时间内完成了仿真设计、硬件制作和测试，通过Proteus或Multisim进行了电路仿真，验证了系统的功能。同时，他还完成了课程设计报告，详述了设计过程、电路原理和测试结果，展示了对模拟电子技术的深入理解和应用能力。