增益可程序控制的放大器电路.doc

1、摘 要：本报告是关于我们小组对于单片机小系统及放大器的设计与实际应用的情况。其主要目的在于阐述我们小组如何通过运用单片机，设计并实现了增益可程序化控制的放大器电路以及自动增益控制放大电路。本设计报告包括了可控增益放大器，自动增益控制两个模块的主要功能、系统框图，系统硬件以及软件的设计和实现方法，系统的技术指标，调试分析，针对用户操作的详细说明，并在最后提出了我们对这个课程的感受以及对在实践过程中发现的一些问题的深入探讨。关键词：单片机，可控增益放大器，自动增益，LM741 运算放大器ABSTRACT This report is about our groups designing and a

2、pplying of the SCM. The main purpose is to illustrate how to design and accomplish the program-controlled gain amplication circuit and the automatic gain control amplification circuit. This report included our groups whole planning, circuit designing, programing, material selection, circuit welding，

3、testing, function debugging and so on . In the end we also shared our comprehension that we learned from this course and some deep discussion about problems we met during our work.KEYWORDS Signal generatorControllable gain amplifier Auto-controllable gain amplifier LM741 operational amplifier上海交通大学

4、电子信息与电气工程学院地 址：东川路800号邮 编：200240目录1. 概述11.1 编写说明11.2 名词定义11.3 缩略语12. 系统总体说明22.1 课题任务规定的设计要求22.2 实际完成后的功能22.3 系统的设计原理与分析22.3.1 系统的设计原理和总体结构22.3.2 系统的功能23. 系统的硬件结构53.1 硬件总体结构63.2 描述63.2.1 功能描述63.2.2 接口定义63.2.3 技术要求63.2.4 实现方式63.3 描述64. 系统的软件结构174.1 软件总体结构和功能174.2 重要的全局变量174.3 流程逻辑184.4 描述184.4.1 功能描述2

5、14.4.2 输入输出项描述214.4.3 数据结构214.4.4 调用函数说明214.4.5 算法224.5 描述225. 系统功能及技术指标测试225.1 测试项目235.2 测试的资源235.3 测试方法235.4 测试结果及分析246. 致谢267. 参考资料268. 附录288.1 课程学习心得和建议意见288.2 程序清单30第35页上海交通大学 电子信息与电气工程学院1. 概述1.1 编写说明主要内容：科技创新2A关于运算放大器程序控制系统及自动增益控制的设计报告，包括两个主要模块：基础部分的可控增益放大电路以及拓展部分的自动增益控制放大电路。报告包含了相关的原理介绍，电路图以及

6、程序代码等。编写目的：介绍我们小组的设计思想，完成情况，以及过程中所遇到的困难等。适读对象：实验指导老师、本次科创参与者以及其它电子设计爱好者。1.2 名词定义单片机小系统：以单片机为核心及其它外部电路构成，以通过单片机编程来实现一定控制功能的系统。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。可变增益放大器电路：既放大器增益可以调节的放大器电路。在本设计任务中，所设计的放大器电压增益可从0.1变化到1.5（共15种状态），通过单片机控制电路中一些开关的开合改变电路的某些参数来实现。LM741： 单片高性能内补偿运算放大器。具有较宽的共模电压范围

7、，在使用中不会出现闩锁现象。可用作积分器、求和放大器及普通反馈放大器。CD4066B： 一个为模拟/数字信号的转换或多路复用设计的四路双向开关。和CD4016B的引脚相兼容,但是拥有一个更低的导通电阻。此外， 在整个输入信号范围内，导通电阻是一个常量。LM324： 包含四运放的集成电路芯片。电平转换： 通过一个包含LM324芯片的电路来将5V和0V的输入电压分别变成5V和-5V。检波: 将正弦波形变换为直流的电路，即获得的是正弦输入波的峰值电压。1.3 缩略语I/O: input and output;D/A: digital to analog运放：运算放大器。Vi：运算放大器输入电压。Vo

8、：运算放大器输出电压。2. 系统总体说明2.1 课题任务规定的设计要求基础部分：2.1.1 基本设计要求：设计制作一个增益可数字化控制的线性放大器电路，并通过单片机小系统控制它的直流信号增益值的改变。2.1.2 具体要求：在给定的单片机小系统板上提供人机操作界面，使操作者能通过按键操作，设置放大器的增益等级，相应的增益值在数码管上显示。具体指标如下：(1) 最低增益绝对值小于0.15；(2)最高增益绝对值大于1.45；(3)增益等级最少达到规定的15级；(4)增益相对误差小于3%。拓展部分：自动增益控制，即通过随输入波幅度变化自动更改增益等级，限制输出的幅度，使其保持在一定的范围内。2.2 实

9、际完成后的功能基础部分：按下最左边第一个按键，使第一个数码管显示为1，即启动基本部分功能，再通过最右边两个按键，能够选择0 .1到1.5这15个增益值，并设有清零键。各个等级的实际增益值（绝对值）与标准值比较，只有三个数据的误差超过1%。拓展部分：再次按下最左边第一个按键，使第一个数码管显示为2，即启动拓展部分功能，增益可以随输入波的峰值正确的自动变化，使输出波可以正确自动调整保证峰值在限定范围内（拓展部分上限电压2.80V，下限电压1.91V），且通过示波器可以观察到输出波形较稳定，但增益在0.3（含0.3）出现波形的失真，倍数越低失真现象越严重。2.3 系统的设计原理与分析2.3.1 系统

10、的设计原理和总体结构基础部分：设计原理：运算放大器反向放大倍数：Vo = - ( Rf / R1 ) Vi ，通过固定反馈电阻，调整电阻R1的方法达到调整增益倍数的目的。运算放大器电路部分如图 2.3.1(1)。公式推导：由图 2.3.1(1) 可以知道，这是一个电压并联负反馈电路2，所以运放的正极电压约等于负极电压等于 0，即同向端与反向端近似短路，但 Ii 约等于 0 而不等于 0，而运放正极接地故设 R1 与 Rf 之间的反向输入端为虚拟零电势点（即虚地，虚地的存在是反向放大器闭路工作的重要特征），这条路上电流处处相等，输入电压 Vi，输出电压 Vo，则 Vi / R1 = I = -

11、Vo / Rf，变换方程得Vo = - ( Rf / R1 ) Vi。 图 2.3.1(1) 运算放大器示意图（摘自科技创新2讲座2）电阻 R1 可变的实现：通过 4066 模拟开关控制 4 条支路，每条支路上电阻总阻值设定为 1248。这样，通过 4066 的 15 种有效状态（共 24 种状态，开路状态不算）使输出总电阻阻值满足1231415。该部分电路图如图 2.3.1(2)。 图 2.3.1(2) 运放模型示意图（摘自科技创新2讲座2） 本设计总体框架如图 2.3.1(3) 所示： 图 2.3.1(3) 系统设计总体框架拓展部分：本系统的拓展部分由检波电路，电压比较电路，放大电路和电平

12、转换电路组成 ，其中电压比较电路使用了双比较器电路，使得设计更完善。总设计图见图2.3.1(4)，检波电路见图2.3.1(5)，电平转换电路见图2.3.1(6)。图2.3.1(4) 自动增益原理图（摘自科技创新2课程讲座4） 图2.3.1(5) 检波电路示意图 （摘自科技创新2课程讲座4）图2.3.1(6) 电平转换电路 （摘自科技创新2课程讲座4）2.3.2 系统的功能可变增益放大器：根据需要可以实现11.5倍的增益变化，可以输出十五种幅值的直流电压，精度较高，只有三个数据的误差大于1%。所有数据误差均在3%以内。键盘与显示：操作者每按一次“+”键(左起第三个键)，增益增大0.1，每按一次“

13、”键（第四个键），增益减小0.1。最低增益为0.1倍，最高增益为1.5倍。按一次“清零”键（第二个键），增益变为0。相应的增益值可在数码管上显示。按一次“功能切换”键（第一个键），系统从可控增益放大电路转换到自动增益放大电路，反之亦可，同时第一个数码管显示由“1”变为“2”，反之由“2”变为“1”。增益控制：通过改变反向输入端的电阻阻值来控制增益的大小。基础部分共用了四个电阻并联，阻值80K、40K、20K、10K，组成R1，而Rf选择阻值为8K的电阻，再通过4066控制电阻的选择以达到改变R1阻值的目的，从而实现15 种增益。自动增益：增益值能够随输入信号幅度而自动变化，并限制输出信号的幅度

14、。3. 系统的硬件结构3.1 硬件总体结构根据功能，整个系统包括以下几个模块：基础部分的模块：单片机模块，增益可变放大电路模块。拓展部分添加的模块：电平转换模块，电压比较模块。3.2 描述3.2.1 功能描述根据从单片机传来控制信号，输出与单片机显示相应的幅度的电压，实现0.11.5倍的增益可调增益。3.2.2 接口定义（1）输入接口：用于从电压源输入电压，可以是直流或交流。（2）与单片机的接口：用于实现单片机对放大电路的控制，单片机的4个I/O引脚接到 CD4066的四个控制引脚，从而控制对应电阻的通断状态。（3）与拓展部分的接口：增益可变放大电路的输出要作为拓展部分的输入。同时在拓展部分中

15、，增益可变放大电路部分是由拓展部分直接控制的。3.2.3 技术要求实际输出值与理论值得相对误差不得超过3%。3.2.4 实现方式可变增益放大器电路如图3.2.4(1)。图3.2.4(1) 可变增益放大器电路（1）电路连接：四个电阻R1,R2,R3,R4与输入端Vi相连。元件参数：R1=10kW ，R2=20kW，R3=40kW，R4=80kW，Rf=8kW CD4066连接在电阻与放大器之间，控制线接到10pin插座一端的连续四个针脚上。CD4066采用两种供电模式，基础部分时采用+5V供电，拓展部分时采用+5V，-5V供电，两者的转换通过短路栓实现。运放同向端接地，反向端输入，输出在基础分时

16、接地，拓展部分时接入拓展部分的检波电路。（2）电路原理：根据理想放大器的原理，可以得知UU；i+ = i_ = 0，Vo = - ( Rf / R1 ) Vi所以，增益放大倍数为G，其中反相输入端接可变电阻Rx，反向输入端与输出端之间皆负反馈电阻Rf。在上图中Rf假设取为8千欧。模拟开关集成块控制的可变电阻模块通过4066实现，控制信号对增益的控制是通过改变Rx的值实现的：输入不同的控制信号，模拟开关的开合状态不同，即导通电阻的组合状态不同，它们的并联电阻Rx也不同。由于并联电路满足所以当，时，四个电阻不同并联组合可以实现增益从0.1到1.5的等差变化。因此，实际中取R110千欧，R2=20千

17、欧，R3=40千欧，R4=80千欧。现在，我们从实际参照图3.2.4(2)来讨论Rf与Rl的选取。图3.2.4(2) 运放参照图（摘自课程讲义2）首先，实际运放 LM741 的输入阻抗典型值为2 M，为了减少（输入信号R1Ri地）这条路上输入信号在R1上的压降（使输入信号尽可能减少损失的进入运放的反向输入端），所以V(损失) = R1 / ( R1 + Ri )，V 趋近于0，推出：R1Ri，Ri = 2 M，故 R1 取值在千欧级别左右。在选定了负载电阻20 K，反馈电阻8000 以后，只需按照设计电路图（图3.2.4(1)）焊接电路。控制信号电阻导通状况（）等效电阻()相应增益ABCDRA

18、=80RB=40RC=20RD=100001导通800.10010导通400.20011导通导通80/40=26.670.30100导通200.40101导通导通80/20=160.50110导通导通40/20=13.330.60111导通导通导通80/40/20=11.430.71000导通100.81001导通导通80/10=8.890.91010导通导通40/10=81.01011导通导通导通80/40/10=7.271.11100导通导通20/10=6.671.21101导通导通导通80/20/10=6.151.31110导通导通导通40/20/10=5.711.41111导通导通导通

19、导通80/40/20/10=5.331.5表3.2.43.2.5主要器件介绍该模块电路所用到的器件包括了4066双向模拟开关和运算放大器（LM741）。具体介绍如下：CD4066 双向模拟开关：图3.2.5(1) CD4066管脚图如图3.2.5(1)所示，在本次设计中接5V，接地。当控制CONTROL为高电平时，开关处于导通状态，导通电阻约为270；当控制CONTROL为低电平时，开关断开。运算方大器LM741： 图3.2.5(2) LM741管脚图如图5所示，在本次设计中Vin（+）接地，VCC接+5V，VEE接-5V，故运放的输出电压不超过5V。3.3 描述3.3.1 概述3.3.1.1

20、 功能描述1） 增益值随输入信号幅度自动变化。2） 限制输出信号幅度。3.3.1.2 接口定义该模块可通过检波电路与放大器输出端及比较器连接，通过电平转换电路连接单片机输出与放大器输入。3.3.1.3 技术要求同3.2.3。3.3.1.4实现方式自动增益控制模块原理图如图3. 3.1（1）所示。它是在第一个模块的基础上增加了电平转换以及对输出的一个反馈电路，该反馈电路由检波电路和741比较器组成。检波电路如图3.3.1（2）所示。在这个电路中，检波电路的作用是将输入的交流信号变为直流信号输出。首先，输入的正弦信号经过二极管之后就被滤去了负值部分。正的信号经过一个RC耦合电路，进行充放电，当有信

21、号输入时，电容开始充电，电位升高；无输入时，由于电容需要放电，电位还会维持在原来的电位附近，保持一段时间，这就要求这个RC电路的时间常数较大，所以取电阻一般为千欧级，甚至兆欧，在电容放电过程中若又有信号输入，电容将继续充电，这样的过程不断反复进行，因此，输出信号因为RC耦合电路的作用而近似为直流信号。输出的直流信号将通过电压比较器，这里，我们用的是uA741。比较后的结果将被反馈到单片机，再由单片机控制增益值，以此达到自动增益的效果。 图3.3.1（1）自动增益原理图（摘自科技创新2课程讲座4） 图3.3.1（2）检波电路（摘自科技创新2课程讲座4） 图3.3.1（3）摘自科技创新2课程讲座4

22、电路中还有一个重要的部分是电平转换。电平转换的电路如图3.3.1（3）所示。电平转换电路的功能是将输入范围在05V的信号转换为-5+5V。用LM324做电压比较器。3.3.2 电平转换模块3.3.2.1功能描述输入(+5V,0V) =输出(+5V,-5V)，使交流信号可顺利通过模拟开关3.3.2.2接口定义电平转换模块共有两个接口：输入端：接单片机。输出端：接基础部分。3.3.2.3实现方式可变增益放大器电路如图3.3.2（1）图3.3.2（1）可变增益放大器电路原理图（摘自讲义2）主要原理：输入端输入+5V，输出端还是+5V，输入端输入0V，输出端变为-5V，目的就是使4066工作在+-5V

23、的电压下。3.3.2.4主要元件LM324 LM324 内部结构见图3.3.2（2）图3.3.2（2） LM324内部结构（摘自LM324 datasheet）工作原理： LM324是由4个运算放大器组成。管脚定义：LM324的管脚图见图3.3.2（3）图3.3.2（3）LM324管脚定义图（摘自LM324 datasheet）3.3.2.5外围电路设计图3.3.2（4）电平转换外围电路3.3.3 电压比较模块3.3.3.1功能描述比较检波得到的峰值电压与基准电压，使得输出电压变为0V和+5V。3.3.3.2接口定义电压比较模块共有3个接口：接口1位输入端，通过导线与基础部分相连接，接口2和3

24、均通过一个10pin插座与单片机相连接，连接的是单片机的P3.3，P3.5接口。3.3.3.3实现方式电压比较模块电路如图3.3.3（1）所示。图3.3.3（1）电压比较电路图(1)电路连接检波电路如图3.3.3（2），电容器与电阻要接地，二极管的另一端与电平转换电路相连。检波电路输出端连接到两个LM741的正端，基准电压Vmax和Vmin分别接在两个LM741的负端。LM741再与二极管相连，接上1个接地的1K欧的电阻后输出。图3.3.3（2）检波电路图摘自科技创新2课程讲座4(2)电路原理检波电路只取输入正弦交流电的峰值，即输出的是直流电。这样做的目的是使LM741的输入电压与基准电压差距

25、较大，从而在比较电压的时候使LM741工作在非线性区。通过调节变阻器的阻值可以控制Vmax和Vmin。LM741对输入电压和基准电压进行比较，如果输入电压比基准电压大，则输出5V,反之，则输出-5V。通过二极管时，由于负向电压无法通过，5V的电压值不便，而-5V变为0V。5V和0V分别在单片机上表现为二进制的1和0，两条电路共有四种组合，分别为00、01、10和11。但其中的10时不可能的，因为输入电压不可能既比Vmax大又比Vmin小，所以实际只有00、01、11三种情况。当为00时，说明输入电压较小，单片机会控制使增益倍数增大；当为11时，说明输入电压较大，单片机会控制使增益倍数减小；当为

26、01时，无任何动作。3.3.3.4主要原件 LM741，可见基础部分元件介绍。4. 系统的软件结构4.1 软件总体结构和功能程序总体可以分为如下几个部分：（1）程序头文件的声明；（2）常量定义；（3）变量定义；（4）功能函数的定义；（5）中断函数的定义；（6）主函数的定义。图4.1 程序架构图（来自课程讲义）具体对应于：（1） 键值处理模块: 获取键值，选择工作模式，针对相应键值改变增益等级（2） 数码管驱动模块: 对增益等级译码，驱动数码管显示译码结果（3） 增益译码模块: 将增益等级转化为I/O引脚的高低电平状态（4） 本软件完成的功能是利用单片机上的按键选择增益等级和工作模式，分别以手动

27、的方式和自动的方式对放大电路的输出进行调节。4.2 重要的全局变量1按键定义：单片机小系统中的四个按键分别使用了P1口的四个引脚sbit KEY1=P10;sbit KEY2=P11;sbit KEY3=P12;sbit KEY4=P13;整个系统中KEY1用来对增益功能进行选择，即为可控增益或自动增益。基础部分中KEY3表示的是加一，KEY4表示的是减一，KEY2表示的是清零。拓展部分中，KEY2表示的是锁定的切换。拓展部分中，KEY3、KEY4实效。21s软件定时器计数 unsigned char clock1s;31s软件定时器溢出标志，位变量bit clock1s_flag;4 数码管

28、位驱动和指示灯驱动信号输出缓存定义了一个可位寻址的变量 unsigned char bdata output_sel;sbit led_1 = output_sel5;sbit led_2 = output_sel6;sbit led_3 = output_sel7;sbit led_4 = output_sel4;5数码管扫描驱动指针为测试外部存储器（U3 6264），特使用xdata类型 unsigned char xdata digi_scaner;6 测试用计数器为测试外部存储器（U3 6264），特使用xdata类型 unsigned int xdata test_counter;7

29、 测试用计数值十进制表示为测试外部存储器（U3 6264），特使用xdata类型 unsigned char xdata digi1400;float xdata a30;4.3 流程逻辑主要模块描述定时中断0描述函数名timer0 ( ) interrupt 1 using 0功能描述实现5ms秒的硬件定时中断。主要用于：1每5ms驱动一次数码管的显示2提供1s软定时，用于键盘扫描图4.2 流程逻辑图（来自11年040组的实验报告）定时器初值设定TH0=V_TH0;/ V_TH00xfdTL0=V_TL0;/ V_TL0=0xee;TR0=1;EA=0/关中断数码管的扫描在本系统中采用每5m

30、s间隔对一个数码管进行驱动，20ms一个轮回digi_scaner为数码管扫描指针，它的值从1到4重复变换，控制数码管逐一驱动。1s软件定时的实现由于硬件定时器只能实现短时间的定时功能，最长定时时间为65.536ms。因此要实现长时间的定时功能，就必须利用软件定时实现。本系统中使用clock1s变量进行计数，20个5ms为1s，此时输出1s溢出标志。1s溢出标志由一个位变量clock1s_flag来控制，1s溢出时，clock1s_flag置1，否则为0。图4.3 中断函数的流程图（来自11年040组的实验报告）实际实现过程不同于前人，具体如下：主程序变量初始化num=15/初始发大倍数,nu

31、mtemp1=15;numtemp=15;fun=1/模式的切换,lock=0;/锁定的切换P1=0XFF;P3=0XFF;管脚高低电平初始化P35=1;P32=1;P34=1;P33=1;数码管显示初始化digi0=1;digi1=0;digi2= ;digi3=5;clock1s=0;/1s软件定时器计数clock1s_flag=0;/定时器溢出标志digi_scaner=1;/数码管扫描模式的切换KEY1用以切换功能模式当KEY10时，进行模式的切换。fun2时，是拓展部分，则赋fun=1,digi0=1; digi2= ;/第二个数码管在基础部分不显示。Fun=1时，是基础部分，则赋f

32、un2，digi0=2;/第一个数码管显示功能，1代表基础，2是拓展。digi2=0。同时做以下的初始化。P35=1;P32=1;P34=1;P33=1;num=15;/初始化为1.5倍4.4 描述4.4.1 功能描述通过对KEY2, KEY3, KEY4的控制，来控制num的大小。同时控制num，使它不会超出规定的发大倍数1.5倍。4.4.2 输入输出项描述KEY30加1；/四个按键，当值为零的时候，表示按下按键KEY40减1；KEY20清零；当num15的时候，均使num0；4.4.3 数据结构见4.2重要的全局变量。4.4.4 调用函数说明NUMTOSEG7函数：完成对数码管显示功能的控

33、制；timer0函数：完成对时钟信号的控制，数码管的驱动以及指示灯的控制；main函数：是程序的主体部分。完成对模式的控制，以及各模式的具体执行。在基础部分：根据按键的信号调整P32至P35的信号来控制增益的倍数。在拓展部分：根据P14、P15的信号判断增益的大小并自动调整P32至P35的值，以达到对增益的自动控制。4.4.5 算法根据按键给的增减增益的信号调整num的值，并在显示的时候将此值除以十以得到增益的数值，然后数码管三显示整数部分，数码管四显示小数部分。4.5 描述4.5.1增益的自动控制单片机根据P15，P14管脚的01状态判断放大倍数的增减P140时，管脚低电位时减小放大倍数，n

34、um-;（此处本应为高电平时减小放大倍数，但由于焊接时将同相反相端接反，故逻辑相反）当num15时，num15；digi2=num/10;/第三四个数码管显示放大倍数digi3=num%10;4.5.2 判断管脚的高低电平当numtemp1！num时，根据放大倍数num判断4个管脚的高低电位。赋numtempnumtemp。同时通过穷举法进行下面的高低电平的判断和设定。if(num=15) P35=1;P34=1;P33=1;P32=1;if(num=14) P35=1;P34=1;P33=0;P32=1;if(num=13) P35=1;P34=0;P33=1;P32=1;if(num=12

35、) P35=1;P34=0;P33=0;P32=1;if(num=11) P35=1;P34=1;P33=1;P32=0;if(num=10) P35=1;P34=1;P33=0;P32=0;if(num=9) P35=1;P34=0;P33=1;P32=0;if(num=8) P35=1;P34=0;P33=0;P32=0;if(num=7) P35=0;P34=1;P33=1;P32=1;if(num=6) P35=0;P34=1;P33=0;P32=1;if(num=5) P35=0;P34=0;P33=1;P32=1;if(num=4) P35=0;P34=0;P33=0;P32=1;

36、if(num=3) P35=0;P34=1;P33=1;P32=0;if(num=2) P35=0;P34=1;P33=0;P32=0;if(num=1) P35=0;P34=0;P33=1;P32=0;if(num=0) P35=0;P34=0;P33=0;P32=0;5. 系统功能及技术指标测试5.1 测试项目基础部分：(1) 放大器的增益至少包括15个标准值等级：从0.1至1.5倍，以0.1为间隔共15种(2) 按键测试：按键1实现基础部分扩展部分转换 按键2实现基础部分放大倍数清零 按键3实现增大放大倍数0.1倍按键4实现减小放大倍数0.1倍(3)各等级的实际增益值与标准值比较，误差应

37、小于3%，且尽量精确。 拓展部分：自动增益控制，即通过随输入波幅度变化自动更改增益等级，限制输出的幅度，使其保持在一定的范围内。5.2 测试的资源可调式直流稳压、稳流电源一台：为单片机小系统提供正常工作的电压；电源线三根：连接电源及线路版；数字万用表一台：测试输入输出电压；计算机一台（带数据传输线）：编写程序及将其导入单片机小系统；信号发生器一台：拓展部分测试时提供信号源；开路线一根：连接信号源和单片机小系统；示波器一台：观察输入与输出的波形。5.3 测试方法基础部分：（1）首先把程序下载到单片机小系统中，并给单片机小系统提供5V电压。使其正常工作。（2）检查按键功能，分别按下单片机的四个按键

38、，观察晶体管的显示是否和理论变化相同。（3）Vi加1V的直流稳压电源，将4066的供电方式变为05V，按下按键1，切换到可控增益放大器模式，使两个芯片能正常工作。不断改变其增益值，并在放大器的输出端用万用表测量输出电压值,记录在表格中。扩展部分：（1）按下功能键切换到自动增益模式，将4066的供电方式变为-55V ，Vi加正弦交流电信号，调整输入信号的幅度，观察数码管的示数及示波器中显示的波形。5.4 测试结果及分析基础部分：表5.4 系统基础部分测试结果序列号输入电压(V)输出电压(V)显示增益实测增益误差(%)11.0670 0.1062 0.1 0.0995 -0.4686%21.067

39、0 0.2129 0.2 0.1995 -0.2343%31.0670 0.3193 0.3 0.2993 -0.2499%41.0670 0.4280 0.4 0.4011 0.2812%51.0670 0.5330 0.5 0.4995 -0.0937%61.0670 0.6400 0.6 0.5998 -0.0312%71.0670 0.7460 0.7 0.6992 -0.1205%81.0670 0.8430 0.8 0.7901 -1.2418%91.0670 0.9490 0.9 0.8894 -1.1767%101.0670 1.0560 1.0 0.9897 -1.0309%

40、111.0670 1.1620 1.1 1.0890 -0.9968%121.0670 1.2700 1.2 1.1903 -0.8122%131.0670 1.3770 1.3 1.3310 -0.7281%141.0670 1.4840 1.4 1.3908 -0.6560%151.0670 1.5860 1.5 1.4864 -0.9060%根据测出的输入电压和输出电压,计算实际增益和相对误差,从表格可以看出:测量数据基本符合实验要求，误差均控制在3%以内。其中，只有当放大倍数在0.81.0倍时，误差超过1%，其余误差均小于1%。一般而言，放大倍数为0.1倍时误差最大。我们组此处误差相对

41、较小，较为令人满意。扩展部分：基本能够达到要求，示波器上波形正确且十分稳定,增益值可以随输入信号的幅度而变化，并且相应的自动控制增益值会通过单片机上的数码晶体管显示出来。我们将电压的控制范围设置在了1.9V-2.8V之间， 0.3倍及以下时示波器上显示波形失真，且倍数越低失真越严重。6. 致谢本次科创2A，与科创1相比难度增大了不少。能够最终得以完成，除了组员之间的齐心协力意之外，也得到了许多其它方面的帮助。可以说，没有这些帮助，我们很难最终取得成功。首先要感谢科创的讲座老师，袁老师以及几位负责的助教。老师的悉心讲解，发送通知，以及助教的热心帮助，是我们顺利完成实验的基础。其次，感谢学校为我们

42、提供了良好的实验环境，先进的实验器材，让我们能够尽情地发挥自己的能力，让我们获益匪浅。最后，要感谢张斌、蔡侬、王翔宇、崔志云、胡一涛等几位同学。在我们遇到困难的时候，他们能够热心地抽出自己的时间向我们伸出援手，给予了我们极大的帮助。在此，我们几位小组成员一并表示真诚的谢意！7. 参考资料1 科技创新【2A】课程讲座PPT 来自ftp:/202.120.39.248:212Thomas L.Floyd 数字基础 第七版，科学出版社，20073 童白诗等，电子技术基础模拟部分 第四版，高等教育出版社，20004LM741 Operational Complifer,National Semiconductor,20008. 附录实物图1实物图28.1 课程学习心得和建议意见经过了半个学期的努力，从刚开始的一筹莫展无从下手，到最终的检测成功，中间遇到了许多困难，也因此有了不少的感触。 1、理论学习要认真扎实。实验开始之前的讲座，我们由于偷懒，好几次没有去，导致真正着手开始做的时候没有思路，一筹莫展。