中频自动增益数电研究实验报告.docx

数字电子技术实验报告中频自动增益数字电路研究一. 基础部分1. 设计任务要求用加法器实现2位乘法电路.2.设计方案及论证(1)任务分析2位乘法电路借助4位了快速进位加法器74283来实现.74283的逻辑符号图如图2-1所示:图2-1快速加法器74283的逻辑符号图A3A2A1A0和B3B2B1B0分别是输入端的加数和被加数,S3S2S1S0是输出端的和,C0位低位来的进位位,C3为向高位的进位位.快速进位加法器在运算过程中,输出C3向所有的输入信号A,B和C0逻辑运算直接得到,与各级中间进位信号无关,提高了工作速度.(2)系统结构设计2位二进制数的乘法基本运算公式原理式2-1所示:(式2-1)设2个2位二进制数A1A0和B1B0做乘法运算如上式所示,这里要用到与门和加法电路,故乘法电路系统结构由4个74LS08与门与1个快速进位加法器74283构成,该乘法电路的设计如图2-2所示:图2-2 2位二进制数乘法电路其中第一个与门代表了乘法结果的最低位,如式2-2所示:(式2-2)第二第三个与门代表了乘法结果的第二位,如式2-3所示:(式2-3)第四个与门代表了乘法结果的第三位,如式2-4所示,其中C1为A0B1+A1B0的进位:(式2-4)(3)具体电路设计实际的具体电路设计如图3-1所示(软件使用Multisim):图3-1Multsim仿真的乘法电路其中诸A1,A0,B1,B0分别用电键相连一个高电平(5V)和一个地,通过控制电键可以分别控制两个2位二进制数的输入取值(00B = 0D,01B = 1D,10B = 2D,11B=3D).由图2乘法器框图所示,加法器74283的A2,A3,B0,B3,CI直接与地相连.输出诸S0~S3与数字显示屏(内置译码器)相连,输出数字.图中输入为A=01B(1D),B=11B(3D)输出S=11B(3D),在数字显示屏正确输出十进制数3.3. 制作及调试过程(1)制作与调试过程基础部分的乘法电路我们在实验箱上进行操作.其中4位输入端接入实验箱十个高低电平开关中,通过该电平开关控制输入输出.TTL逻辑芯片74LS08与74LS283正确接入实验箱的插槽并根据需要准确地将它们的管脚与输入,输出,高电平,低电平相连.加法器74LS283输出正确与实验箱自带的数字显示屏(内置译码芯片)相连.打开电源,控制调节4个输入乘法电路的高低电平开关来观察数字显示屏中的数字是否正确.若正确,乘法器制作成功.(2)遇到的问题及解决方法在实验的过程中,同组一名同学电路连接完毕后不见正确输出.反复检查电路中各接线是否连接正确仍然没有发现问题.最后经过排查才发现实验箱内导线存在损坏的情况.经过选用完好的导线后该同学正确的得出了结果.这也提示我们在之后中频自动控制增益电路实验中在连接电路之前要先检查导线的完好性,防止其损坏而导致电路不能正常工作.4. 系统测试(1)测试方法实验中,我们通过控制2个2位二进制输入来观察数字显示屏输出结果完成测试.(2)测试数据(表格)实验中采用不同的电平输入,最终得到输出输出关系如表4-1所示.表4-1 乘法电路输入输出关系表输入A1A0输入B1B0数字显示屏输出00000010001000011000000100101110012110130010001102101041110600110011131011611119(3)数据分析和结论如上方实验数据表格所示,该以74LS08与门和74LS283加法器为基础连接的电路正确地完成了乘法运算的作用.二. 发挥部分1. 设计任务要求(1) 基础要求设计一个电路,输入信号50mV到5V峰峰值,1kHz~10kHz的正弦波信号，输出信号为3到4V的同频率且不失真的正弦波信号.精度为8位,负载500Ω.(2) 提高要求(1)中,若输出成为直流,电路如何更改?2. 设计方案及论证(1) 任务分析对于由运算放大器构成的普通放大电路,如反相放大器,其增益可以表示为(式2-1)若其中Rf或Ri可以根据输入电压的变化而变化,使得输入增大时增益降低,输入减小时增益提高,我们就可以实现自动增益控制.基于这样的目标,我们想到了倒T电阻网络D/A转换电路,网络阻值受输入的数字量控制.该网络的电路图如图2-1所示:图2-1 倒T电阻网络D/A转换电路考虑到运算放大器处的虚地特性，无论数字量为何值，对于电阻网络来说，各下端相当于接地,每个向左端看入对地电阻均为.因此,在网络中的电流分配应该由基准电压流出总电流,其向左流过一个电阻就被分流一半,流入运放的总电流由输入数字量控制,故流向运放的总电流如式2-2所示:(式2-2)运放输出电压为2-3式: (式2-3)若将总输出电压作为参考,输入电压提供基准电流,可以得到2-4式:(式2-4)由上