测量放大器的设计

合集下载

测量微弱信号的放大电路设计要点与技巧

测量微弱信号的放大电路设计要点与技巧

测量微弱信号的放大电路设计要点与技巧测量微弱信号是科研领域中常见的实验任务之一,而放大电路设计则是实现这一目标的关键。

在本文中,我将探讨一些测量微弱信号的放大电路设计要点和技巧,希望能为科研工作者提供有益的指导。

首先,了解信号的性质至关重要。

微弱信号通常在低频范围内,并且很容易受到环境干扰。

因此,在设计放大电路时,要考虑选择适当的频率带宽。

一般来说,带宽应该比信号频率的两倍高,这样能够有效地避免高频噪声的干扰。

其次,选择合适的放大器是成功设计放大电路的关键。

低噪声放大器是测量微弱信号的理想选择,因为它们能够增加信号的幅度同时减少噪声的干扰。

常见的低噪声放大器包括运算放大器和差动放大器。

运算放大器广泛应用于各种测量仪器中,而差动放大器则在抵抗共模噪声方面表现出色。

此外,合理设置放大器的增益也是非常重要的。

过高的增益可能会引入更多的噪声,因此需要在信号幅度和噪声干扰之间寻找一个平衡点。

经验表明,设置适当的增益可以确保信号得到放大,同时保持噪声干扰的最低程度。

在设计放大电路时,还需要注意地线的布局和连接。

地线是将电路与外界连接的重要通道,不良的地线布局可能导致干扰信号的引入。

因此,要确保地线布线短小粗直,尽量减少环路面积,以减少可能引入的噪声干扰。

此外,选择合适的滤波器也是测量微弱信号的成功关键之一。

滤波器能够消除信号中的杂散噪声,从而提高信噪比。

常见的滤波器类型包括低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

不同的信号频率需要不同类型的滤波器,因此在设计放大电路时要仔细选择合适的滤波器。

最后,校准和调整放大电路也是设计过程中的关键环节。

由于不同的器件走线、元件容差等原因,放大电路可能存在一些偏差。

因此,需要通过校准和调整来保证放大电路的准确性和稳定性。

校准过程中需要使用特定的校准仪器和设备,例如示波器和信号发生器。

综上所述,设计测量微弱信号的放大电路需要特别关注信号性质、放大器选择、增益设置、地线布局、滤波器选择和校准调整等方面。

低频功率放大器实验报告

低频功率放大器实验报告

低频功率放大器实验报告一、实验目的本实验旨在通过设计和制作低频功率放大器,了解放大器的基本原理、特性和工作方式,掌握放大器电路的设计方法和调试技巧。

二、实验原理1. 放大器基本原理放大器是一种将输入信号增加到更高电平的电路。

它可以增加信号的幅度、功率或电压,使得信号能够被更远距离传输或被更多设备使用。

放大器通常由一个输入端、一个输出端和一个控制元件组成。

2. 低频功率放大器的特点低频功率放大器是指工作频率在几千赫兹以下,输出功率在几瓦以下的放大器。

它具有以下特点:(1)输入电阻高;(2)输出电阻低;(3)增益高;(4)线性好;(5)失真小。

3. 放大器电路设计方法(1)选择合适的管子:根据需要选择合适的管子,如双极晶体管或场效应管等。

(2)确定工作点:根据管子参数和负载要求确定工作点。

(3)设计偏置电路:根据所选管子类型和工作点需求设计偏置电路。

(4)确定放大器电路拓扑结构:根据需求选择合适的放大器电路拓扑结构。

(5)计算元件参数:根据所选拓扑结构和工作点计算元件参数。

(6)布局和布线:根据设计要求进行布局和布线。

三、实验步骤1. 放大器电路设计本次实验采用晶体管作为放大器管子,以共射极放大器为基础,设计低频功率放大器电路。

具体步骤如下:(1)选择晶体管型号;(2)根据晶体管参数和负载要求确定工作点;(3)设计偏置电路;(4)选择合适的耦合电容和旁路电容;(5)计算元件参数。

2. 低频功率放大器制作按照设计要求进行元件选配、布局和布线,制作低频功率放大器。

3. 低频功率放大器测试将信号源接入输入端,将示波器接入输出端,调节偏置电位器使得输出波形不失真。

测量并记录输入信号幅度、输出信号幅度、增益等数据,并对数据进行分析和比较。

四、实验结果与分析经过测试,本次实验制作的低频功率放大器实现了预期的功能。

在输入信号频率为1kHz、幅度为10mV的情况下,输出信号幅度为1.2V,增益为120倍。

在输入信号频率为10kHz、幅度为10mV的情况下,输出信号幅度为1.0V,增益为100倍。

微弱光信号的光电探测放大电路的设计

微弱光信号的光电探测放大电路的设计

微弱光信号的光电探测放大电路的设计对于各种微弱的被测量,例如弱光、弱磁、弱声、小位移、小电容、微流量、微压力、微振动和微温差等,一般都是通过相应的传感器将其转换为微电流或低电压,再经放大器放大其幅值以反映被测量的大小。

但是,由于被测量的信号很微弱,传感器的本底噪声、放大电路及测量仪器的固有噪声以及外界的干扰往往比有用信号的幅值大的多,同时,放大被测信号的过程也放大了噪声,而且必然还会附加一些额外的噪声,例如放大器的内部固有噪声和外部干扰的影响,因此,只有在有效地抑制噪声的条件下增大微弱信号的幅值,才能提取出有用信号。

本文针对检测微弱光信号的光电二极管放大电路,综合分析了其电路噪声、信号带宽及电路稳定性,在此基础上设计了一种低噪声光电信号放大电路,并给出电路参数选择方法。

1 基本电路光电二极管作为光探测器有两种应用模式如图1所示。

(1)光伏模式,如图1 (a)。

此时,光电二极管处于零偏置状态,不存在暗电流,低噪声,线性度好,因而适于精密领域。

本文就是以这种模式为例进行分析,实际应用中,这个电路一般还需在Rf上并联一个小电容Cs,从而使电路稳定。

(2)光导模式,如图1(b)。

这种模式需要给光电二极管加反向偏置电压,因而存在暗电流,产生噪声电流,同时因为非线性,一般应用在高速场合。

当光照射到光电二极管时,光电二极管产生一个与照明度成比例的微弱电流Ip,该电流流过跨接在放大器负输入端和输出端的反馈电阻Rf,将运算放大器视为理想放大器,根据理想运算放大器输入端的“虚断”特性,从而有E0=IpRf。

可以看出,光电二极管放大电路实际上是一个I/V转换电路。

这个电路看起来非常简单,只需一个反馈电阻,一个光电二极管和一个放大器便可实现。

从输出电压的线性表达式很容易推出,使反馈电阻Rf增大,将使得输出电压也成比例的增大。

经之前分析时,一般给出其典型值为100MΩ。

在下面的分析我们将看到,反馈电阻不但影响信号的带宽,而且影响整个电路噪声。

场效应管放大器实验报告

场效应管放大器实验报告

一、实验目的1. 了解场效应管的基本特性和工作原理。

2. 掌握场效应管放大器的设计与调试方法。

3. 学习测量场效应管放大器的各项性能参数。

二、实验原理场效应管(Field-Effect Transistor,简称FET)是一种电压控制器件,具有输入阻抗高、动态范围大、热稳定性好、抗辐射能力强等优点。

根据结构,场效应管可分为结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应管(IGFET)。

1. 结型场效应管(JFET):JFET是一种三端器件,包括源极(S)、漏极(D)和栅极(G)。

其工作原理是利用导电沟道之间耗尽区的宽窄来控制电流。

2. 绝缘栅型场效应管(IGFET):IGFET是一种四端器件,包括源极(S)、漏极(D)、栅极(G)和衬底。

其工作原理是利用感应电荷的多少来控制导电沟道的宽窄,从而控制电流的大小。

场效应管放大器主要由输入级、中间级和输出级组成。

输入级主要起信号放大作用,中间级主要起信号传递作用,输出级主要起功率放大作用。

三、实验仪器与设备1. 实验箱:包含电源、示波器、信号发生器等。

2. 场效应管:JFET、IGFET各一只。

3. 电阻、电容、电感等电子元件。

4. 接线板、导线等。

四、实验步骤1. 搭建场效应管放大电路,包括输入级、中间级和输出级。

2. 调整电路参数,使放大器处于正常工作状态。

3. 使用示波器观察放大器的输出波形,分析放大器的性能。

4. 测量放大器的各项性能参数,如增益、带宽、输入阻抗、输出阻抗等。

五、实验结果与分析1. 放大器输出波形通过示波器观察,放大器输出波形基本符合预期,说明放大器能够正常工作。

2. 放大器性能参数(1)增益:通过测量输入信号和输出信号的幅度,计算得到放大器的增益为20dB。

(2)带宽:通过测量放大器的-3dB带宽,得到放大器的带宽为1MHz。

(3)输入阻抗:通过测量放大器输入端电压和电流,计算得到放大器的输入阻抗为1kΩ。

(4)输出阻抗:通过测量放大器输出端电压和电流,计算得到放大器的输出阻抗为50Ω。

基于FPGA的运算放大器参数测量系统设计

基于FPGA的运算放大器参数测量系统设计
2 0 1 3年
第2 3期
。机械 与电子。
科技信息
基于 F P G A的运算放大器参数测量系统设计
黄 丽
( 武汉铁路职业技术学院 , 湖北 武汉 4 3 0 0 2 3 )
【 摘 要】 文 中分析 了运 算放 大器的参数测量原理 , 使用F P G A作 为控制核心 , 结合 G B 3 4 4 2 — 8 2规定的辅助 测量电路 , 利 用程控 方式 实现 了集成运算放大器主要参数的测量。 【 关键词 】 F P G A ; 运算放 大器 ; 数字控制 ; 测量 系统
4 ) 共模抑制 比K 将开关 S 1 、 s 3 打开 , s 2 、 s 4 断开得到测量 c a路 。根 据电路近似得
到 z o l g ( ・ 警) 。
图 2 集成运 放参数测量 电路
2 . 2 其 它部分 电路设计 其它部分 电路包括模数转换器 、正弦信号产生模块 、 L C D显示 以 及键盘输入设计 .模数转换器采用 M A X I M公 司的 8 通道 1 2 位高精 2 设 计 实 现 度A D转 换器件 M A X 1 9 7 . 正 弦信号 产生模 块 采用 A D公 司 的基 于 D D S 原理 的 A D 9 8 5 1 芯片实现 . 此两款芯片设计 电路参考厂商 提供 的 2 . 1 集成运放参数测量电路模块设计 参考 电路即可 , L C D显示 以及键盘输入采用常规电路设计。 集成运放参数测量 电路是整个 系统核心 . 其主要 由待测运 放 u 1 、 2 _ 3 F P G A控制部分软件设计 辅 助测试运放 u 2 、 反馈 电路 以及程控开关组成 , 如图 2 所示。 F P G A控制部 分采用 A l t e r a 公 司提供 的 C y c l o n e V I 系列芯 片 . 由图可知 : 主要 完成模数转换 芯片. M A X 1 9 7和正 弦信号产生模 块 A D 9 8 5 1 的时 1 ) 输入失调 电压 序控制 、 测量结果计算 、 L C D显示 和键盘输入驱动等功能 , 程序语言使 将 开关 s l 、 s 2 、 s 3 、 S 4 全部断开 ,图中直流电路通过 尺 和R , 接成 用V e r i l o g 来完成 闭合环路。由于 毋 远大于 ” 则有 ‘ V L O V 为辅助运放 的 3 结论 输出电压 通过键盘选择设定测 试参数 . 可 以直接通 L C D看得测量结果 . 如 2 ) 输入失 调电流 , 肿 表 1 所示 的 测量结果与对应运放 的出厂参数基本一致 , ( 下转第 1 1 6 页) 图1 集成运放参数测试结构 图

温度测量放大电路的设计

温度测量放大电路的设计

温度测量放大电路的设计概述:温度测量是工业生产、实验研究和日常生活中常见的一项任务。

温度测量放大电路是用来增强传感器输出信号的弱电流和电压的放大器电路。

本文将对温度测量放大电路的设计进行详细的介绍。

设计目标:设计一个温度测量放大电路,实现以下目标:1.准确测量温度,并将温度信号放大到合适的幅度。

2.提供稳定、可靠的放大功能,同时保持低噪声3.能够适应不同类型的温度传感器4.电路设计简单,成本低廉5.能够工作在较宽的温度范围内温度传感器:温度传感器是测量温度的核心设备。

常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻和半导体温度传感器。

本设计将以热敏电阻为例进行介绍。

电路设计:为了准确测量温度,我们需要将热敏电阻的变化转换为电压信号。

热敏电阻的电阻值随温度的变化而改变,这样可以通过将热敏电阻串联在一个已知电阻上,利用电阻分压原理将电阻值转换为电压信号,然后将该信号放大。

在这里,我们选择了运算放大器(Op Amp)作为放大电路的关键元件。

运算放大器具有高放大度、低噪声和稳定性好的特点,非常适合温度测量放大电路的设计。

具体的电路设计步骤如下:1.选择适当的运算放大器:根据设计要求选择适合的运算放大器。

常见的运算放大器有:LM741、LM358、TL071等。

选择时需要考虑输入和输出电压范围、增益带宽积、噪声等参数。

2.确定电源电压:根据运算放大器的工作电压范围确定电源电压。

一般地,运算放大器的电源电压为正负15V,也有一些运算放大器可以在单电源供电下工作。

3.设计电阻分压网络:根据热敏电阻的特性和测量范围选择合适的电阻值。

通过将热敏电阻串联在一个已知电阻上,利用电阻分压原理将电阻值转换为电压信号。

根据设计要求确定电阻值,并进行串联连接。

4.设计反馈电阻:为了放大电路中的信号,需要设计一个反馈电阻。

反馈电阻的值决定了放大倍数。

一般地,反馈电阻的值越大,放大倍数越高。

通过选择合适的反馈电阻可以实现所需要的放大倍数。

5.添加输入和输出保护:为了保护运算放大器和其他部件,可以添加输入和输出保护电路。

基于Multisim的仪器放大器的设计

基于 Multisim 的仪器放大器的设计
一、实验目的: 1、 掌握仪器放大器的设计方法 2、 理解仪器放大器对共模信号的抑制能力 3、 熟悉仪器放大器的调试功能 4、 掌握虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器的使用方法,如示波器,毫伏表信号发生器等 虚拟仪器的使用 二、实验原理: 在精密测量和控制系统中, 需要将来自各种换能器的电信号进行放大, 这种电信号往往为换 能器之间或者换能器与基准信号之间的微弱差值信号。 仪器放大器就是用来放大这种差值信 号的高精度放大器,它具有很大的共模抑制比、极高的输入电阻,且其增益能在大范围内可 调。 三、运放仪器放大器 图中所示是有三个运放构成的仪器放大器。其中,集成运放 A3 组成差值方法器,集成运放 A1 和 A2 组成对称的同相放大器,且 R1=R2,R3=R5,R4=R6。
由于 v-→v+,因而加在 RG 两端的电压为(������������1 − ������������2 ) ,相应通过 RG 的电流 iG= 于 i-→0,因而 ������������ 1 = ������������ ������1 + ������������1 ,������������ 2 = −������������ ������2 + ������������2 当 R1=R2=R 时, ������������ 1 − ������������ 2 = (1 + 2������ )(������ − ������������2 ) ������������ ������1
仪器放大器的差值电压增益: ������vf = ������
������������
������ 1 +������������ 2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

仪表放大器的原理

仪表放大器的原理
仪表放大器是一种电子放大器,它的作用是将输入信号放大到一定的程度并输出给仪表进行测量。

仪表放大器的原理基于放大器的工作原理和电路设计。

在仪表放大器的工作中,常见的放大器电路包括晶体管放大器、运算放大器等。

晶体管放大器是一种常用的放大器,它采用晶体管作为放大极,通过控制晶体管的工作状态,将输入信号放大到所需的程度。

运算放大器是一种高增益放大器,具有输入阻抗高、输出阻抗低、增益稳定等特点。

仪表放大器的电路设计是为了满足仪表的精确测量要求。

在设计中,需要考虑放大器的增益、带宽、输出电流、输入和输出阻抗等参数。

其中,增益是仪表放大器最重要的指标之一,它表示输出信号与输入信号之间的比例关系。

带宽是指放大器能够放大的频率范围,一般要根据仪表的测量范围选择合适的带宽。

输出电流是指放大器输出信号的电流大小,需要根据仪表的灵敏度来确定。

输入和输出阻抗是指放大器输入端和输出端的电阻大小,设计时需要考虑与仪表的匹配情况。

仪表放大器的工作原理可以简单描述为:输入信号进入放大器电路,经过放大电路的放大作用,输出信号被放大到一定程度后传输给仪表进行测量。

放大器的输入和输出信号之间存在一定的线性关系,可以通过调节放大器电路的参数来实现欲测量信号的放大和精确测量。

总之,仪表放大器是一种能够将输入信号放大并输出给仪表进
行测量的电子放大器。

它的原理基于放大器的工作原理和电路设计,通过控制放大器的参数来达到放大和精确测量信号的目的。

心电信号放大器设计

心电信号放大器设计一、设计用于检测人体心电信号的放大器,要求如下:1、输入阻抗≥10MΩ。

2、共模抑制比≥80dB。

3、电压放大倍数1000倍。

4、频带宽度为0.5Hz~100Hz。

5、放大器的等效输入噪声(包括50Hz交流干扰)≤200μV。

二、设计方案分析1、心电信号的特点及检测人体的各种生理参数如心电、脑电、肌电等生物电信号都是属于强噪声背景下微弱的低频信号,是由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号。

心电信号是人类最早研究并应用于临床医学的生物电信号之一,与其他生物电信号相比,该信号也比较容易检测同时具有直观的规律性。

一般人体心电信号的幅值约20μV~5mV,频带宽度为0.05Hz~100Hz,由于心电信号取自于活体,所以信号源内阻较高,且存在着较强的背景噪声和干扰。

在检测人体生物电信号时,需要采用所谓的生物电测量电极,又称引导电极来实现的,通过引导电极将生物电信号引入到放大器的输入端。

对于心电信号的检测,临床上为了统一和便于比较所获得心电信号波形,对测定心电信号(ECG)的电极和引线与放大器的联接方式有严格的统一规定,称之为心电图的导联系统。

目前国际上均采用标准导联,即将电极捆绑在手腕或脚腕的内侧面,并通过较长的屏蔽导线与心电放大器相连接。

标准导联有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。

其具体联接方法如图。

LAⅠ导联Ⅱ导联Ⅲ导联图1 标准导联联线方法2、心电信号放大器设计要求及组成根据心电信号的特点,对心电信号放大器的要求是高输入阻抗、高增益、高共模抑制比、低噪声、低漂移、合适的通频带宽度和输出较大的动态范围等。

典型的心电信号放大器的组成如图所示,主要有前置放大、高通滤波、低通滤波、50Hz陷波器、电压放大等电路。

图2 心电信号放大器组成框图三、 主要单元电路参考设计 1、 心电信号输入电极电极(导联)对心电信号放大器的质量影响很大,采用的电极应该具有贴附力强、透 气性好、吸汗、电极导电性能好、极化电压低的优质电极。

《参量放大器》课件2


低噪声参量放大器
通过优化电路设计和材料选择,降低参量放大器 的噪声水平,提高信号质量。
ABCD
宽带化参量放大器
通过改进设计和技术创新,未来参量放大器的带 宽有望得到扩展,满足更广泛的应用需求。
高稳定性参量放大器
通过改进散热设计、优化电路结构以及采用先进 的控制技术,提高参量放大器的稳定性。
PART 06
信号源
一个稳定的信号源,用于向参量放大器提供 输入信号。
功率计
一个高精度的功率计,用于测量参量放大器 的输出功率。
测试环境
一个安静、无干扰的实验环境,以减少外部 因素对实验结果的影响。
实验步骤与过程
实验准备
检查实验设备是否正常,确保所有设 备连接正确。
02
输入信号设置
根据实验需求,设置合适的输入信号 频率和功率。
结果分析
02
03
结果讨论
根据实验数据,分析参量放大器 的性能表现,并与理论值进行比 较。
探讨实验结果的影响因素,提出 改进参量放大器性能的方法和措 施。
PART 05
参量放大器的挑战与展望
当前面临的主要挑战
效率问题
目前,参量放大器的效率普遍较低,这 限制了其在通信和雷达系统等领域的应
用。
噪声抑制
参量放大器在放大信号的同时,也引 入了噪声,如何有效抑制噪声是当前
面临的重要挑战。
带宽限制
由于技术和物理原理的限制,参量放 大器的带宽相对较窄,难以满足高速 信号处理的需求。
稳定性问题
参量放大器在长时间工作或环境变化 时,性能容易受到影响,稳定性有待 提高。
技术发展趋势与展望
高效能参量放大器
随着新材料、新工艺和新理论的发展,未来参量 放大器的效率有望得到显著提升。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

测量放大器能够将微弱的电信号进行放大,在生活中应用也十分广泛,如在自动控制领域,往往需要用电压信号进行控制,也就必然离不开电压测量放大器,由于测量放大器应用十分广泛,因而现在已经有集成的测量放大器供使用了。

本次设计就是围绕测量放大器展开的,测量放大器主要是通过运用集成运放将所测量的信号进行不失真
的放大,并且不对所测量的电路产生影响,这就是需要放大器有较高
的输入电阻和较高的共模抑制比。

一、实验目的
学习测量放大器的设计方法,掌握测量放大器的调试方法。

二、实验要求
在许多测试场合,传感器输出的信号往往很微弱,而且伴随有很大的共模电压(包括干扰电压),一般对这种信号需要采用测量放大器。

测量放大器是一种高增益、直流耦合放大器,它具有差分输入、单端输出、高输入阻抗和高共模抑制比等特点。

请设计一个测量放大器:
指标要求:
a.当输入信号峰峰值uip-p=1mV时,输出电压信号峰峰值uop-p=1V。

b.输入阻抗:Ri>1MΩ
c. 频带宽度:Δf(-3dB)=1Hz~1kHz
d.共模抑制比:CMRR > 70dB
三、实验内容
1、前端后端放大电路设计与论证
测量放大器部分
(1)低噪声前端放大电路的设计最初方案如图1。

本电路结构简单,输入阻抗较高,放大倍数可调,但是共模抑制比较小。

实测只达到104,所以我们放弃本方案,选择了第二个方案,如图2。

此电路的优点在于输入电压接在两个运放的同相端,输入阻抗高,共模抑制比大,可满足要求。

其中,直流信号的共模抑制比实测可达×106,交流信号的共模抑制比可达 2×105。

由电路的对称性可知共模信号被有效地抑制,而差模信号放大了10 倍,从而提高了共模抑制比。

另外,温度在两个输入端引起的漂移是共模信号,对输出电压影响很小,无需另加补偿。

图2低噪声前置放大电路的
(2)程控增益放大部分:为了改变放大器的增益,一般有两条途径:一是改变反相端的输入电阻阻值,二是改变负反馈电阻阻值。

最终我们选择在负反馈网络上添加滑动变阻器来改变负反馈电阻阻值,从而改变放大器的增益。

最终我们在考虑方案二的基础上,并结合一些集成运放器的选择,我们前端放大器我们采取如下方案:
该电路实现|50|的放大增益
同理集成运放的放大特性,
可推出后端放大电路,其实现|20|倍的放大增益
这样便可以实现20*50=1000的放大增益
2、总体电路图
3、主要电路的参数计算
(1)、放大倍数1000倍;
第一级差模放大倍数Av1计算如下:
-V i(-))
V02-V01=(1+2R2/R1)(V i
(+)
=(1+200/50)(V i(+)-V i(-))
=(1+200/50)(V i(+)-V i(-))
即差模增益Av1=5
第二级差模放大倍数Av2计算如下:
Av2=-R6/R4=-10
此级放大倍数Av2=-10
所以前端放大倍数Av=Av1×Av2=-50
同理可推出后端放大倍数
第三级差模放大倍数Av3计算如下:
Av3=1+R15/R12=4
第4级差模放大倍数Av4计算如下:
Av4=1+R14/R13=5;
其中R14调为40k
(2)、频带宽度:
第二级与第三级间加入二阶低通滤波器,根2*pi*fH=RC,其中fH=1kHz,可取值算出R、C
第三级与第四级加入二阶高通滤波器,对于二阶高通滤波器,由于其参数很难设定,我们可以先固定C=100nF,然后根据一阶高通滤波器的通带截止频率公式w。

=1/RC,大概得出R的值,再在这个值的基础上,不断改变R的值,并观察波特图仪,当波特图仪的下限达到1Hz时,即达到设定要求,这部分很难操作,必须要有足够耐心,最后得出R=。

根据低通的Wp=RC,我们可以近似推出高通的频带公式为Wp=1/(). (3)、共模抑制比
共模抑制比主要由前端放大电路(第一第二级)的设计来决定。

在实际测量中,我们可以分别测量直流与交流情况下的共模抑制比,
方法:在输入两端先输入若干差模信号,记下差模放大倍数,再输入若干共模信号,记下共模放大倍数,然后任取两值,即可算出共模抑制比。

在直流信号的共模抑制比实测可达×106,交流信号的共模抑制比可达 2×105,从而达到了设计要求。

由电路的对称性可知共模信号被有效地抑制,而差模信号放大了10 倍,从而提高了共模抑制比。

另外,温度在两个输入端引起的漂移是共模信号,对输出电压影响很小,无需另加补偿。

(4)、输入阻抗
输入阻抗并不需要实际去测量,实际运用中,我们都采用同相输入,有利于提高输入阻抗,再加之TL084具有高输入阻抗,因此输入阻抗趋于无穷,肯定满足设计要求。

四、放大器性能测试
放大器性能测试:
输入信号加入,100Hz的交流电源,示波器置双通道观察测量放大器的输入输出波形。

对于测量放大器放大倍数的测量,读出示波器双通道显示的输入输出信号波形的峰峰值,求出实际电压放大倍数,然后与设置的电压放大倍数比较。

测量放大器的频率响应测试:
在放大器的输出端加入波特图仪,通过观察波特图的幅度图可以得出放大器的同频带。

仿真图如下:由图我们可以看出放大器的放大倍数近似为100倍,频带宽度近似为1Hz~1KHz.
五、实验心得
本系统为一放大倍数1000的测量放大器,该放大器有前、后端高共模抑制比放大器两大模块组成。

较好地完成了设计要求,该设计最大的创新在于后端放大电路的设计,经测试后共模抑制比很高,但部分电路仍有待提高,指标也仍需改进。

相关文档
最新文档