运算放大器的电路仿真设计
multisim仿真反相比例放大器的电路
multisim仿真反相比例放大器的电路反相比例放大器是一种常用的放大电路，可以将输入信号的幅度放大到更高的水平。
在本文中，我们将使用Multisim软件来模拟和分析一个反相比例放大器的电路。
让我们来了解一下反相比例放大器的基本原理。
反相比例放大器由一个运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）和几个电阻构成。
Op-Amp是一种高增益、差分输入的电子放大器，它具有很多应用的潜力。
在反相比例放大器中，输入信号通过一个电阻连接到Op-Amp的负输入端，同时通过另一个电阻连接到Op-Amp的输出端。
输出信号则通过一个电阻连接到Op-Amp的负输入端，形成一个反馈回路。
通过调整输入电阻和反馈电阻的比例，可以实现对输入信号的放大或缩小。
在Multisim中，我们可以使用Op-Amp元件和电阻元件来建立一个反相比例放大器的电路。
首先，我们需要选择合适的Op-Amp元件，并将其拖放到工作区。
然后，我们需要添加电阻元件，并将它们连接到Op-Amp的合适引脚上。
在连接电路时，我们需要确保电阻的连接是正确的，以保证电路的正常工作。
在建立电路之后，我们可以通过设置输入信号的幅度和频率来模拟反相比例放大器的工作。
在Multisim的模拟设置中，我们可以设置输入信号的属性，如幅度、频率和波形类型。
通过观察输出信号的幅度和相位，我们可以了解到反相比例放大器对输入信号的放大效果。
除了模拟和分析电路的工作原理外，Multisim还提供了其他功能，如参数分析和频率响应分析。
通过参数分析，我们可以调整电路中的元件数值，并观察输出信号的变化。
通过频率响应分析，我们可以了解电路对不同频率信号的响应情况，从而优化电路的设计。
总的来说，Multisim是一款功能强大的仿真软件，可以帮助我们模拟和分析反相比例放大器的电路。
通过使用Multisim，我们可以更好地理解反相比例放大器的工作原理，并优化电路的设计。
运算放大器的设计与仿真-安超群
9、电源稳定性的判断，可以采用“巴克豪森判据”，即一个稳定的负反馈系 统需要满足的条件是在环路增益为 1时，反馈信号的相位变化小于180deg ；或当 反馈信号相位变化达到180deg 时，环路增益小于1。其数学表达式如下：
一个系统开环传递函数如果在右半平面存在极点，则系统是不稳定的。如果 只存在左半平面极点和零点，那么需要进一步在波特图中分析系统稳定性。
四、应用于DC-DC中的误差放大器
参考资料
模拟CMOS集成电路设计。毕查德.拉扎维。 模拟集成电路设计与仿真。何乐年。 CMOS模拟集成电路设计。P.E.Allen. 下载资料： CMOS运放性能参数仿真规范。 运放稳定性。 Frequency response.
谢 谢！
一、运放基础知识
? 几种常见的运放结构 ? 负反馈的基本原理 ? 运放性能指标参数
1.运放的基本结构
套筒式
折叠式
两级运放
2.负反馈基本原理
H(S)称为开环传输函数 Y(S)/X(S)称为闭环传输函数
T定义为环路增 益
增益误差是实际闭环增益与理想值偏差的百分数
例：图中的电路被设计成额定增益为 10，即1+R1/R2=10。要 求增益误差为1%，确定开环增益的最小值。
判断如下系统是否稳定？
两级运放的补偿 问题：为什么两级运放需要补偿？
密勒补偿原理：
控制零点的密勒补偿
测试原理图如下所示：
环路稳定性测试
环路增益，开环增益，闭环增益的关系？ 零极点的联系？
闭合速度稳定性检查法
如何估计零极点？
实例环路稳定性分析
开环 环路
闭环
由图可知，开环 GBW 必须小于闭环 的零点，才能保证环路的稳定性。
案例2-OTA运算放大器的设计
案例2-OTA运算放⼤器的设计简单运算放⼤器的设计1.运算放⼤器的电路设计图1所⽰是⼀个电容性负载的两级CMOS基本差分运算放⼤器。
其中P1为运算放⼤器的电流偏置电路，为了减⼩电源电压波动的影响，改偏置电路采⽤了在改进型威尔逊电流镜电路中⼜增加了⼀个电阻R1的结构；P2为运算放⼤器的第⼀级放⼤器；P3为运算放⼤器的第⼆级放⼤器。
为使运算放⼤器的⼯作稳定，在第⼀级放⼤器和第⼆级放⼤器之间采⽤补偿⽹络来消除第⼆个极点对低频放⼤倍数、单位增益带宽和相位裕度的影响。
在运算放⼤器的电路结构图中，M1、M2、M3、M4、M5构成PMOS对管作为差分输⼊对，NMOS电流镜作为输⼊对管负载，PMOS管M5作为尾电流源的标准基本差分运算放⼤器；M6、M7构成以PMOS管作为负载的NMOS共源放⼤器；M14（⼯作在线性区）和电容Cc 构成运算放⼤器的第⼀级和第⼆级放⼤器之间的补偿⽹络；M9~M13以及R1组成运算放⼤器的偏置电路。
运算放⼤器的设计指标如表1.其设计流程是：⾸先根据技术指标，⼿⼯估算电路中各晶体管的宽长⽐；然后在对其进⾏仿真；通过反复的仿真和修改各个晶体管的参数，进⾏电路参数的优化，最终达到设计要求的性能指标。
图1两级CMOS 基本差分运算放⼤器2. 运算放⼤器的⼿⼯计算从该运放设计所采⽤的⼯艺模型mm0355v .l 中查得以下⼯艺参数： Kn=179.8µA/V 2 Vthn=0.55V Kp=-63.8µA/V 2 |Vthp|=0.73V1）通过压摆率SR 求M5的漏极电流若⽶勒补偿电容Cc=2pF ，因为SR=I D5/Cc 。
要求SR>10V/µS ，假设SR=100V/µS,ID5为M5的漏极电流，则：ID5=SR×Cc=100 V/µS×2E -12=200µA 。
由于流过M5的电流为200µA ，则流过M1、M2、M3和M4的电流为200µA/2=100µA 。
Pretel DXP 运算放大器电气参数仿真
电子线路设计实验报告
电信学院
Pretel DXP 运算放大器电气参数仿真
姓名：f雷诺
班级：snow
学号：高手
一．实验一电路图：
实验结果：
二．实验2的任务1：失调电压的测试
输入失调电压：输入电压为零时，将输出电压除以电压增益
输入失调电压公式为：v0=R1*U01/(R1+Rf) {输出电压为U01}
实验电路图：
V1=0V
仿真结果：
根据公式得此时的输入失调电压为：1mv
图形分析：
三．输入失调电流的protel dxp 仿真
输入失调电流Iio 是指当输入信号为零时，运放的两个输入端的基极偏置电流之差。
Iio = |IB1-IB2|
输入失调电流的大小反映了运放内部差动输入级两个晶体管ß的失配度，由于IB1 ,IB2 本身的数值已很小（微安级），因此它们的差值通常不是直接测量的，测试电路分两步：
闭合开关，在低输入电阻下测出U01，就是上边这个仿真。
2 断开开关，既以下的仿真，接入电阻，由于电阻大，流经它们的输入电流的差异，将变成输入电压的差异。
Ii0=|IB1-IB2|=|Uo2-Uo1|*R1/((R1+RF)*RB))
实验电路图：
仿真设置：
仿真结果：
由公式得：
输入失调电流Iio=0.044uA
四．短路输出电流仿真
在输出级加一个1欧的电阻，则输出电压既短路输出电流实验电路图：
仿真结果：
实验电路的元器件清单：
元器件型号元器件个数阻值为51的电阻R1 2
阻值为5.1K的电阻R2 2
LM741H 1
VSRC 3。
反相运算放大电路的仿真
实验一 反相运算放大电路的仿真姓名：谢朗 班级：电子信息工程112班 学号：7020911048 成绩：【实验目的】（1）熟悉并学会运用Multisim 软件，学会一些基本的仿真器件。
（2）学会运算放大器的工作原理，巩固运算放大器的知识。
【实验器材】（1）6只1K 电阻、1只10K 电阻、1只7.5K 电阻、1只20K 电阻。
（2）一个运算放大器、一个示波器、信号源（3）导线、1只1uF 电容【实验原理】一、理想运算放大器的基本特性（1） 开环增益A ud 等于无穷大。
（2） 输入阻抗无穷大。
（3） 输入阻抗等于0.（4） 带宽无穷大。
（5） v p =v n ,即虚短。
（6） i p =i n =0,即虚断。
二、反相比例放大电路1、基本电路电路如图所示，输入电压通过R1作用于运放的反相端，R2跨接在运放的输出端和反相端之间，同相端接地，由虚短和虚断的概念可知，通过R3的电流为零，所以反相输入端的电位接近于地电位，故称为虚地。
虚地的存在是反相放大电路在闭环工作状态下的重要特征。
2、反相端为虚地点，即v n =0，由虚断的概念可知，通过R1的电流等于通过R2的电流故有012i n nv v v v R R --=所以 R R v v A i u 120-== 上式表明，该电路的电压增益是电阻R1与R2的比值。
负号表明输出电压与输出电压相位相反。
3、输入电阻R iR i =R R v v i v i i i i 11== 三、反相积分电路电路假设电容器C 初始电压为0，根据虚断和虚短可知：010111I n I dt dt c c R dt RC v v v i v v -===-⎰⎰⎰上式表明，输出电压为输入电压对时间的积分，负号表示它们在相位上是相反的。
四、反相微分电路设t=0时，电容器的电压为0，当信号电压接入后，有101I In d C dtd R RCdt v i v v v i =-== 从而 0I d RC dt v v =-上式表明，输出电压正比于输入电压对时间的微商，负号表示它们在相位上是相反的。
【免费下载】二阶运算放大器设计与仿真
目录第一章绪论 (1)1.1、模拟集成电路概述 (1)1.1.1、模拟集成电路的设计特点 (1)1.2、模拟集成电路设计流程 (1)第二章二阶运算放大器 (3)2.1、运算放大器概述 (3)2.1.1、运算放大器的工作原理 (3)2.2、运算放大器的分类 (5)2.2.1、运算放大器的主要参数 (5)第三章二阶运算放大器仿真分析 (6)3.1、画电路图 (6)3.2、二阶运算放大器仿真分析 (7)第四章实训总结 (12)参考文献 (13)第一章绪论1.1、模拟集成电路概述集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件，它以半导体单晶硅为芯片，采用专门的制造工艺，把晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起，使之具有特定的功能。
集成放大电路最初多用于各种模拟信号的运算（如比例、求和、求差、积分、微分……）上，故被称为运算放大电路，简称集成运放。
集成运放广泛用于模拟信号的处理和产生电路之中，因其高性价能地价位，在大多数情况下，已经取代了分立元件放大电路。
1.1.1、模拟集成电路的设计特点几何尺寸是设计的重要部分；通常涉及模数混合电路；模拟占20%、数字占80%的芯片面积；模拟需要80%的设计时间；模拟设计主要在电路级；成功的设计：2/3取决于模拟，1/3取决于数字。
1.2、模拟集成电路设计流程设计输入：以电路图或HDL语言的形式形成电路文件；输入的文件经过编译后，可以形成对电路逻辑模型的标准描述。
逻辑仿真（功能仿真）：对如上形成的逻辑描述加入输入测试信号，检查输出信号师傅哦满足设计要求；再此没有考虑任何时间关系，只是检测逻辑是否有错。
系统分割（设计综合）：采用特定的设计方法分解实现电路模型，得到电路实际采用的逻辑单元及其相互连接形式；在GA设计时，电路会分割为2-3输入的逻辑单元，在FPGA设计中，分割为4输入逻辑单元，而采用CPLD设计时，则分割为更大的逻辑单元。
三运放放大电路仿真
Vout=(vin2-Vin1)(1+2*R4/R6)*(R10/R8)测试波形输入10mVRed: 10mV*21=200mVBlue:200mV*10=2V2.0V1.5V1.0V0.5V0.0V-0.5V-1.0V-1.5V-2.0V0s10us20us30us40us50us60us70us80us90us100us V(VI,R3:2)V(VO,VO2)V(R10:1)TimeV(VIN1,VIN2)V(VO,VO2)Time参考文件三运放组成的仪表放大器电路分析仪表放大器与运算放大器的区别是什么？仪表放大器是一种具有差分输入和相对参考端单端输出的闭环增益单元。
大多数情况下，仪表放大器的两个输入端阻抗平衡并且阻值很高，典型值≥109 Ω。
其输入偏置电流也应很低，典型值为 1 nA至50 nA。
与运算放大器一样，其输出阻抗很低，在低频段通常仅有几毫欧（mΩ）。
运算放大器的闭环增益是由其反向输入端和输出端之间连接的外部电阻决定。
与放大器不同的是，仪表放大器使用一个内部反馈电阻网络，它与其信号输入端隔离。
对仪表放大器的两个差分输入端施加输入信号，其增益既可由内部预置，也可由用户通过引脚连接一个内部或者外部增益电阻器设置，该增益电阻器也与信号输入端隔离。
专用的仪表放大器价格通常比较贵，于是我们就想能否用普通的运放组成仪表放大器？答案是肯定的。
使用三个普通运放就可以组成一个仪用放大器。
电路如下图所示：输出电压表达式如图中所示。
看到这里大家可能会问上述表达式是如何导出的？为何上述电路可以实现仪表放大器？下面我们就将探讨这些问题。
在此之前，我们先来看如下我们很熟悉的差分电路：如果R1 ＝R3，R2 ＝R4，则VOUT = (VIN2—VIN1)(R2/R1) 这一电路提供了仪表放大器功能，即放大差分信号的同时抑制共模信号，但它也有些缺陷。
首先，同相输入端和反相输入端阻抗相当低而且不相等。
在这一例子中VIN1反相输入阻抗等于100 kΩ，而VIN2同相输入阻抗等于反相输入阻抗的两倍，即200 kΩ。
电路模电实验之运算放大器实验报告
目录1实验目的2 2实验原理23实验设计33.1实验I基础型实验 (3)3.1.11、电压跟随器——检测运放是否正常 (3)3.1.2反相比例运算放大器电压放大特性 (3)3.2实验II设计型实验 (4)3.2.1减法器的设计 (4)4实验预习仿真44.1电压跟随器——检测运放是否正常 (4)4.2反相比例运算放大器电压放大特性 (5)4.3减法器设计 (6)5数据处理7 6实验总结9 7思考题9 8实验讨论91实验目的•深刻理解集成放大器工作在线性工作区时,遵循的两条基本原则——虚短、虚断•熟悉集成运算放大器的线性应用。
•掌握比例运算等电路、训练设计运放电路的能力。
2实验原理集成运算放大器是一种高电压放大倍数的多级直耦放大电路,在深度负反馈条件下,集成运放工作在线性工作区,它遵循两条基本原则：1.虚短：U i=U−−U+≈02.虚断：I N≈I p≈0（非线性区也成立）用途:广泛应用于各种信号的运算处理、测量以及信号的产生、变换等电路中。
图1：运算放大器符号3实验设计3.1实验I基础型实验3.1.11、电压跟随器——检测运放是否正常3.1.2反相比例运算放大器电压放大特性3.2实验II设计型实验3.2.1减法器的设计1.自行设计运放电路，要求实现u0=2u i2−u i12.将u i分别设置为以下两组信号，验证电路是否满足要求4实验预习仿真4.1电压跟随器——检测运放是否正常图2：Multisim接线图3：Multisim结果4.2反相比例运算放大器电压放大特性图4：Multisim 接线图5：Multisim 结果U i (V )理论值(V )实测值(V )U N U P U O U O U iU N U P U O U O U i-0.300310455.314µV 564.134µV 3.012V 10.040.3-310563.904µV489.999µV-2.987V9.964.3减法器设计设计如图所示：表3：验证结果波形频率u i u0直流0u i1=1V,u i2=2V3.04V正弦波500Hz u i1=1V,u i2=2V2.98V5数据处理表1U i(V)理论值(V)实测值(V)U N U P U O U OU iU N U P U O U OU i-0.3003100.1mV0.2mV 3.66V12.20.300-310-0.1mV0-3.65V12.16表2波形频率u i u0直流0u i1=1V,u i2=2V 3.00V正弦波500Hz u i1=1V,u i2=2V 3.24V1.完成表1，并绘制基础型实验的运放的电压传输特性;2.列出基础型实验中U i和U o理论关系式，并和仿真数据、实际数据比较;•电压跟随器u i=u o仿真数据中u i=u o,实验数据u i=1.00V,u o=1.04V,在误差允许范围内，所以等式也成立。
multisim放大电路设计
multisim放大电路设计
在 Multisim 中设计放大电路可以通过以下步骤实现：
1. 打开 Multisim 软件并创建一个新的电路设计文件。
2. 在元件库中选择放大器元件，例如通用运算放大器（Operational Amplifier）。
3. 将所选的运算放大器放置在电路设计区域中。
你可以使用拖放功能将其移动到合适的位置。
4. 连接放大器的输入和输出引脚。
根据你的设计需求，将输入信号源连接到放大器的输入引脚，将负载（例如电阻或电容）连接到放大器的输出引脚。
5. 设置放大器的增益。
在放大器的属性对话框中，可以设置增益值。
根据你的需求，选择合适的增益倍数。
6. 添加其他元件（如果需要）。
根据你的设计要求，可能需要添加其他元件，如电阻、电容、电源等，以实现所需的放大电路功能。
7. 连接电路的电源。
根据你的设计，连接适当的电源到电路中的元件。
8. 进行仿真。
在 Multisim 中，你可以运行仿真来测试放大电路的性能。
通过观察输入和输出信号的波形，可以评估电路的放大效果。
9. 调整和优化。
根据仿真结果，你可以调整电路中的元件值或增益设置，以优化放大电路的性能。
10. 保存并导出设计。
完成设计后，保存电路文件，并根据需要导出为图像或其他格式。
以上是在 Multisim 中设计放大电路的基本步骤。
具体的设计过程可能因具体需求和电路要求而有所不同。
你可以根据自己的设计目标进行相应的调整和优化。
电子技术实验与Multisim 12仿真实验2.6 集成运算放大器应用(I)-模拟运算电路
图2-86 差动比例运算电路
图2-88 反相求和电路
实验2.6 集成运算放大器应用（Ⅰ）──模拟运算电路
四、计算机仿真实验内容
图2-89 同相求和电路
图2-90 和差电路
实验2.6 集成运算放大器应用（Ⅰ）──模拟运算电路
四、计算机仿真实验内容
图2-91 反相积分电路
（a）
（b） 图2-92 反相积分电路输入、输出波形
实验2.6 集成运算放大器应用（Ⅰ）──模拟运算电路
四、计算机仿真实验内容
图2-93反相微分电路
图2-94 反相微分电路输入、输出波形
实验2.6 集成运算放大器应用（Ⅰ）──模拟运算电路
五、实验室操作实验内容
1. 反相比例运算电路 2. 同相比例运算电路 3. 反相加法运算电路 4. 减法运算电路 5. 积分运算电路
三、实验原理
图2-74 差动比例运算电路
uo
uo1
uo2
Rf 1 R1
(ui1
ui2 )
图2-75 反相求和电路
uo
Rf R1
ui1
Rf R2
ui2
Rf R3
ui3
实验2.6 集成运算放大器应用（Ⅰ）──模拟运算电路
三、实验原理
图2-76 同相求和电路
图2-77 和差电路
实验2.6 集成运算放大器应用（Ⅰ）──模拟运算电路
二、实验设备及材料
1．装有Multisim 12的计算机。 2．函数信号发生器。 3．双通道示波器。 4．数字万用表。 5．模拟电路实验箱。 6．芯片。 7．电阻、电容若干。
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运算放大器的电路仿真设计
一、电路课程设计目的
○1深入理解运算放大器电路模型，了解典型运算放大器的功能，并仿真实现它的功能；
○2掌握理想运算放大器的特点及分析方法（主要运用节点电压法分析）；
○3熟悉掌握Multisim软件。
二、实验原理说明
（1）运算放大器是一种体积很小的集成电路元件，它包括输入端和输出端。
它的类型包括：反向比例放大器、加法器、积分器、微分器、
电压跟随器、电源变换器等。
（2）
（3）理想运放的特点：根据理想运放的特点,可以得到两条原则：
（a）“虚断”：由于理想运放，故输入端口的电流约为零，可近似视为断路，称为“虚断”。
（b）“虚短”：由于理想运放A，，即两输入端间电压约为零，可近似视为短路，称为“虚短”。
已知下图，求输出电压。
理论分析：
由题意可得：（列节点方程）
011
(1)822A U U +-=
0111
()0422
B U U +-= A B U U =
解得：
三、 电路设计内容与步骤
如上图所示设计仿真电路。
仿真电路图：
V18mV
R11Ω
R22Ω
R32Ω
R44Ω
U2
DC 10MOhm
0.016
V +
-
U3
OPAMP_3T_VIRTUAL
U1
DC 10MOhm
0.011
V +
-
根据电压表的读数，，
与理论结果相同。
但在试验中，要注意把电压调成毫伏级别，否则结果误差会很大，
致结果没有任何意义。
如图所示，电压单位为伏时的仿真结果：
V18 V
R11Ω
R22Ω
R32Ω
R44Ω
U2
DC 10MOhm
6.458
V +
-
U3
OPAMP_3T_VIRTUAL
U1
DC 10MOhm
4.305
V +
-
，与理论结果相差甚远。
四、 实验注意事项
1）注意仿真中的运算放大器一般是上正下负，而我们常见的运放是上负下正，在仿真过程中要注意。
2）由于运算放大器的工作范围是有限的，因此，在仿真时要把Ua和Ub的范围在毫伏或者更小的单位内，使运放在其线性范围内工作，这样结果才会更准确。
五、电路课程设计总结
通过本次试验，我验证了理想运算放大器在线性工作区内“虚短虚断”的性质，学会了用模拟软件对含理想运算放大器电路的分析，加深了对含理想运算放大器电路的理解。
在模拟中，我曾多次出错，得不到理想的结果，原因有：接线时没注意到理想放大器的正负极，电压源过大，超出理想放大器线性工作范围，问过老师后，我对自己的电路进行修改，得到理想的结果。
如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！。