高精度线性放大器设计课件资料

合集下载

《放大器设计》PPT课件

《放大器设计》PPT课件
(11-3)
与衰减定义的比较
工作衰减LA:LA=Pavs/PL为来自源的可用功率与负载吸收功率之 比,因此LA=1/GT。
插入衰减Li:Li=PL0/PL为网络插入前负载吸收功率与网络插入后 负载吸收功率之比
精选ppt
5
工作衰减LA与插入衰减Li间相差一个常数
LALi 10lg(Z4sZsZ ZL L)2
(11-4)
可见,当Zs=ZL时,LA=Li。
变换功率增益在输入输出皆匹配时(Gs= GL=0),GT=|S21|2。此
外若S12=0(或小到可以忽略),变换功率增益称为单向变换功率增 益GTU:
(11-5)
②二端口功率增益的进一步讨论
单级晶体管放大器可以用图11.2所示的电路模拟对于放大器的
图1精1选.p2pt 常用的晶体管放大器电路
在近代RF和微波系统中,放大是最基本和广泛存在的微波电路 功能之一。早期的微波放大器依赖于电子管(诸如速调管和行波管) 或基于隧道二极管或变容二极管的负阻特性的固态反射放大器。但 自20世纪70年代以来,固态技术惊人的进步和革新,导致今天大多 数RF和微波放大器均采用晶体管器件,诸如Si或SiGe BJT, GaAs HBT, GaAs或InP FET,或GaAs HEMT。微波晶体管放大器具有结实、 价格低、可靠和容易集成在混合和单片集成电路上等优点,并可在 频率超过100GHz范围内,于需要小体积、低噪声系数、宽频带和中 小功率容量的场合应用。
(11-9b)
精选ppt
9
若该器件是单向的(S12=0),则这些条件可简化为 |S11|<1和 |S22|<1。用Smith圆图可方便地求出GS和GL值的取值范围并画成输入 和输出稳定性圆(Stability Circles)。

《放大电路》PPT课件

《放大电路》PPT课件

N
T UCEQ
uo
(VCC ,0) RC
Q1
Q2
IB
0
M(VCC,U0C) E/V
(3) 改变RC — 直流负载线斜率发生改变
IBQ
RB C1
ui
VCC
RC
ICQ
C2
ICQ
=
VCC
- UCEQ RC
I BQ = VCC
IC/mA
- UBEQ RB
RC2 > RC1
T UCEQ
(VCC
N
,0)
uo RC
+ UBEQ
当输入信号为0时, IBQ、ICQ、 UBEQ、UCEQ称为放大电路的静态工作点Q —Quiescent P oint
(IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )分别对应于输入输
出特性曲线上的一个点称为静态工作点。
IB
IC
IBQ
Q
ICQ
UBE UBEQ
Q
UCEQ
UCE
交流通路是在输入信号作用下,交流信号流 经的通路,也就是动态电流流经的通路,用于 研究动态参数。
二、输入电阻Ri
• 放大电路一定要有前级(信号源)为其提供信号 ,那么就要从信号源取电流。输入电阻是衡量放 大电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越 大,从其前级取得的电流越小,对前级的影响越
小。
US ~
Ii
Ui
Au
Ri
=
Ui Ii
Ii
+
Au
Rs
Ui +
Ri
Us
--
信号源为电压源
Ii
Rs
Ri
Is
(c)

放大器基础PPT课件

放大器基础PPT课件

vo ii
22
第22页/共78页
理想放大器性能特点
电压放大器: Ri 、Ro 0、 Av 大且不随 RL 和信号源而变化。
电流放大器: Ri 0、Ro 、 Ai 大且不随 RL 和信号源而变化。
互导放大器: Ri 、Ro 、Ag 大且不随 RL 和信号源而变化。
互阻放大器: Ri 0、 Ro 0、 Ar 大且不随 RL 和信号源而变化。
A( j ) A( )ejA ( )
25
第25页/共78页
▪ 波特图
在半对数坐标纸上描绘的频率特性曲线即波特图。
幅 A( f )(线性刻度)
频 AI 特 AI 性2

O
A(
f
)f(L 线性刻度)

增益分贝值:
A( ) 20 lg A( ) dB
通频带:
(f对H 数f /H刻z度)
增益下降到
1 2
20
第20页/共78页
增益(放大倍数)
放大器的增益:
A = xo / xi
即放大器输出信号变化量与输入信号变化量的比值。
不同类型放大器输入、输出电量不同,故增益的含义不同。
➢电压放大器
电压增益: Av 开路电压增益:
vo vi
RS
Avt
vot vi
vo vi
vot vo
Av (1
Ro ) RL
Ri Ri1
Ro Ro2
24
第24页/共78页
4.2.2 放大器的失真
放大器的失真是指输出信号不能重现输入信号波形
的一种物理现象。
失真类型
线性失真 非线性失真
频率失真 瞬变失真
频率失真
一般而言,放大器中含有电抗元件。在正弦信号激 励下,不同频率呈现不同电抗,因而放大器增益应为频 率的复函数:

放大器基础知识解析PPT课件

放大器基础知识解析PPT课件

输入经驱动放大的触发脉冲,当T4的栅极为低电位时,栅-源极电压差
为零,场效应管T4关断,能量存储电容器C4通过旁路电阻R6和二极管
D2快速充电,充电时间由时间常数决定。时间常数还决定了两次脉冲之
间的最小间隔。当T4栅极为高电位时,T4导通, C4中存储的能量通过
T4和D1向超声探头放电,激发脉冲超声波。电阻R7则调节激发能量,改
变超声波的幅值。400V的高压电源可采用美国SpellMan公司的印刷电
路板安装高压发生器MHV[69]。MHV的电压输出可在0-500V之间进
行调整,且体积较小便于电路板安装。
5
串联输入限幅电路
并联输入限幅电路 返6 回
可控增益放大电路实例
可变增益在从0至80dB范围内可获得0.05%的分辨率
放大器基础知识
本章重点介绍
1
1引言
现代科学及高新技术研究中,对数据的采集 和处理的测量精度、数据容量、采集速度、信 息传递和处理速度等的要求越来越高,相应电 子系统的设计要满足上述的新要求。学习如何 采用现代的电子技术的成就及应用,学会和掌 握高速、高分辨率、高性能电路和模块的工作 原理、构成方法及应用设计,是本课程学习的 主要目的。
放大电路从信号源吸取
信号大小的参数,对输
入为电压信号的放大电
路,Ri愈大,则放大电 路输入端的Vi值愈大。
反之,输入为电流的放
大电路,Ri愈小,注入 放大电路的输入电流Ii
愈大。 22
2.2 运算放大器性能指标
• 输入/输出电阻(阻抗) 2. 输出电阻
Ro

vt it
vs 0,RL
输出电阻是表明放大电路带载能力参数,对输出为电
D. 互导放大模型(自学)

高精度线性放大器设计

高精度线性放大器设计

摘要本文介绍一个将微小的、变化缓慢的直流或交流信号精确地放大10~5~10~6倍的线性放大器,具有温漂小、精度高、线性好等特点。

与调制型直流放大器相比其线路简单、调试容易、通用性好。

该设计为人们的生活、生产带来了极大的方便。

而高精度运放主要是指失调和噪音非常低,增益和共模抑制比非常高的运算放大器,因为只有这样,才能使放大器的等效输入误差的综合值减小,达到高精度的目的。

此次设计主要论述了放大器的输入级,中间级,输出级的电路设计及其具体计算。

输入级将输入信号送人中间放大级。

中间放大级将输入信号放大并传递到输出级。

输出电路将放大信号提供给负载。

以仪用放大器组成放大电路,基本满足设计要求。

关键词:放大器;温漂;高精度;通用性;线性度目录第1章绪论 (1)1.1高精度放大器概况 (1)1.2运放注意事项 (1)1.3相关问题论述 (2)第2章高精度线性放大器方案设计 (4)2.1设计参数及要求 (4)2.2设计方案论证 (4)2.3总体设计方案框图及分析 (5)第3章各单元电路设计 (6)3.1输入电路设计及分析 (6)3.2中间级放大电路设计及分析 (7)3.3输出级电路设计及分析 (8)第4章整体电路设计及仿真 (9)4.1系统原理图 (9)4.2电路仿真及分析 (11)第5章课程设计总结 (13)附录Ⅰ参考文献 (14)附录Ⅱ电路总图 (15)附录Ⅲ元器件清单 (16)第1章绪论1.1高精度放大器概况近年来,各种电子产品的迅速发展,高精度放大器越来越受到人们的重视。

高精度线性放大器是模拟电路中的一个基本重要模块。

其性能直接影响到电路及系统的整体性能。

同时,现代集成电路特征尺寸越来越小,也导致集成电路产品的工作电压及功耗越来越低,这样待处理的信号越来越弱,这就要求有更高精度的放大器。

而通用放大器显然不能满足这些要求。

高精度运放主要是指失调和噪音非常低,增益和共模抑制比非常高的运算放大器,因为只有这样,才能使放大器的等效输入误差的综合值减小,达到高精度的目的。

第3章放大器.ppt

第3章放大器.ppt

信噪比劣值系数
F oF
三、滤波成形电路的信息畸变 1.放大器输出信号描述(波形图:图3.3.5 图3.3.6)
信号最大值VM、正负定义零、 延迟时间td、达峰时间tM /tMd、 脉冲宽度twd(峰持续时间tw)
分辨时间tR
2.弹道亏损: tw〖Id(t) 〗 ≠0→VCM<VCM0
DB
VCMO VCM VCMO
S 1
H(S)
i S1
1 . (1 S)m
o
(t)
Q Cim!
(t
)m
t
e
u(t)
o
(t)
Q Cim!
(t
)m
t
e
u(t)
4.(CR)2-(RC)m滤波成形电路
1.输出为双极性 2.当(m+1) τ-t =0时,信号过零点。 3.m级数越多,波形对称性越好。
(CR)2-(RC)m双极性滤波成形与(CR) -(RC)m单极性成形 相比信噪比变差;但基线偏移和涨落小,在高计数率 下仍能得到较好的能量分辨率;成形脉冲顶部较尖, 弹道亏损较大,对后接幅度分析器的测量精度不利。
三. 集成运放构成的放大节电路
(1)上升速率:
输入端作用很大的阶跃信 号,由于受内部限制而得 到输出电压的变化速率, 单位:电压/时间。
(2)相位补偿
在反馈网络低频时,具有180°
的固定相移;而到反馈网络的中 频段和高频段时,随着频率的变 化会产生一个附加的相移,当相
移达到180°,回路增益A≥1时
堆积拒绝电路的效果(图3.5.9)
一. 堆积拒绝方法 堆积(时间间隔T ):前沿堆积_图3.5.1(a)
后沿堆积_图3.5.1(b)
二. 单元电路功能介绍

模拟电子技术第五章放大器的工作原理和分析方法gpppt课件


14
集电极电源,
为电路提供能
+VC 量。并保证集
C
电结反偏。
R
C2
C1
C
T
R
RL
b VBB
10/15/2023
15
共射放大电路
R
C1
C
R b VBB
集电极电阻,
+VC
将变化的电流 转变为变化的
C
电压。
C2
T RL
10/15/2023
16
耦合电容:
电解电容,有极性,
大小为10 F~50 F R
C1
iC
( 2 )改变 V CC ,保持 R b ,
Rc , 不变;
iC
Q3 Q1
IB
Q2
O
uCE
Rb 增大, Q 点下移;
Rb 减小, Q 点上移;
Q2 IB
Q1
O
uCE
升高 VCC ,直流负载线平 行右移,动态工作范围增大, 但管子的动态功耗也增大。
10/15/2023
47
3. 改变 Rc,保持 Rb , VCC, 不变;
这就是说,交流负载线的斜率为:
交流负载线的作法: ①斜 率为-1/R'L 。 (R'L= RL /Rc )
②经过Q点。
10/15/2023
39
交流负载线的作法
IC
交流负载线
①斜 率为-1/R'L。 (R'L= RL /Rc )
Q
直流负载线
IB
②经过Q点。
UC
注意:
VCC E
(1)交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹。
4、输出端接负载,把集电极电流的变化转化成负载 的电压变化。

音响放大器设计PPT课件


音响放大器在音乐领域的应用
音乐演出
音响放大器在音乐演出中扮演着至关重要的角色,它能够将原始声 音放大,并通过音响设备传递给听众,营造出震撼的音响效果。
录音棚
在录音棚中,音响放大器用于将声音信号放大,以便在录制过程中 进行精确的调整和编辑。
音乐制作
音乐制作过程中,音响放大器用于调整和优化声音信号,使音乐作品 达到预期的效果。
音响放大器设计的主要目的是提高音质,使声音更加清晰、逼真,同时确保系统 的稳定性。在背景方面,音响放大器的发展历程、相关技术和市场趋势也是重要 的考虑因素。
放大器的基本概念
放大器是一种电子设备,用于将微弱的电信号放大,以便驱 动更大的负载。在音响系统中,放大器将微弱的音频信号放 大,驱动扬声器产生足够响亮的声音。
总结词
放大器性能测试是验证音响放大器性能 的重要手段。
详细描述
放大器性能测试包括输入输出电压、电流、功率、效率、失真度等参数的测量。通过测试,可以全面了解放大器 的性能指标,发现潜在的问题并进行改进。测试过程中需要使用专业的测试仪器和设备,确保测试结果的准确性 和可靠性。
05
音响放大器应用与实例
详细描述
静态工作点调试的目的是找到放大 器输入信号为零时,放大器的最佳 工作点。通过调整静态工作点,可 以确保放大器在无输入信号时处于 线性放大区,避免出现失真和自激 振荡。
总结词
动态性能优化是提高音响放大器性能的关键步骤。
详细描述
动态性能优化主要涉及调整放大器的增益、 带宽、响应速度等参数。通过合理的动态性 能优化,可以减小放大器的失真、提高频率 响应的平坦度,从而获得更好的音质效果。
音响放大器设计
• 引言 • 音响放大器原理 • 音响放大器设计 • 音响放大器调试与优化 • 音响放大器应用与实例 • 未来音响放大器的发展趋势

放大器设计PPT课件


晶体管同时出现k>1, 1
17
第17页/共52页
放大器的稳定措施
in
Zin Z0 Zin Z0
1,
out
Zout Z0 Zout Z0
1
ReZin 0, Re Zout 0
方法之一就是在其不稳定的端口增加一个串联或并联的电阻。
信号源
有源器件
信号源
有源器件
有源器件
负载
有源器件
负载
应尽量避免在输入端口增加电阻元件,因为电阻产生的附加噪
Pinc
1 2
bs 2 1 ins
2
1 2
zs
z0 z0
2
Vs 1 ins
2
74.7 mW
PincdBm 10lg Pinc 1mW18.73dBm
PA 78.1mW18.93dBm
PL PAGT 981.4 mW29.92dBm
可见,单向化功率增益与实际转换功率增益通常是非常接近的。采用单向
8
第8页/共52页
S
Zs Zs
Z0 Z0
0.111, L
ZL ZL
Z0 Z0
0.187
in
S11
S12 S 21L 1 S22L
0.146 j0.151, out
S22
S12 S 21S 1 S11S
0.265 j0.358
GT
S21 2 1- S 2 1- L 2 1- Sin 2 1 S22L 2
声将会被放大。
第18页/共52页
18
实际放大器设计中有两种情况: (1) 晶体管为单向器件:S12=0,绝对稳定,|S11|<1,|S22|<1。对输入和输出匹配电 路的设计没有限定条件,依据噪声和增益指标进行设计。

高精度线性放大器

辽宁工业大学模拟电子技术基础课程设计(论文)题目:高精度线性放大器院(系):专业班级:学号:学生姓名:指导教师:(签字)起止时间:2013.7.1—2013.7.12课程设计(论文)任务及评语院(系): 教研室:注:成绩:平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 学 号学生姓名 专业班级 课程设计题目 高精度线性放大器课程设计(论文)任务设计参数:1.设计并制作一台高精度线性放大器。

2.线性失真度不大于0.5%3.放大倍数2000,输入电阻2M ,输出电阻100设计要求:1 .分析设计要求,明确性能指标。

必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等,广开思路,构思出各种总体方案,绘制结构框图。

2 .确定合理的总体方案。

对各种方案进行比较,以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较,并考虑器件的来源,敲定可行方案。

3 .设计各单元电路。

总体方案化整为零,分解成若干子系统或单元电路,逐个设计。

4.组成系统。

在一定幅面的图纸上合理布局,通常是按信号的流向,采用左进右出的规律摆放各电路,并标出必要的说明。

指导教师评语及成绩平时: 论文质量: 答辩: 总成绩: 指导教师签字:年 月 日摘要高精度线性放大器是为了解决一些需要精确扩大输出信号的系统。

本设计是采用集成运放LF411ACN作为核心元件,,在此设计中共接入四个LF411ACN集成运放。

本设计利用仪用放大电路作前置放大电路,带通滤波电路作为滤波和放大电路,本设计具有增益高,线性度好,频率范围广,可以满足各种需要精确扩大信号的系统,本文详细的介绍高精度线性放大器的设计过程。

由于LF411ACN的集成度高,功能强,通用性好,特别是它具有体积小,能耗低,线性度高,抗干扰能力强等方面的独特的优点,关键词:LF411ACN集成运放;高精度线性;仪用放大器;精度目录第一章高精度线性放大器的方案论证 (1)1.1高精度线性放大器的应用意义 (1)1.2高精度线性放大器的设计要求及技术指标 (1)1.3设计方案论证 (2)1.4总体设计方案框图及分析 (2)第二章高精度线性放大器各单元电路的设计 (4)2.1仪用放大器的设计 (4)2.2滤波电路的设计 (5)第三章系统设计与分析 (7)3.1整体工作图及原理 (7)3.2电路参数的计算 (7)3.3整体电路性能分析 (8)第四章课程设计总结 (10)参考文献 (11)附录I 总体电路图 (12)附录II 元器件清单 (13)第一章高精度线性放大器的方案论证1.1高精度线性放大器的应用意义随着科技的发展,人们对线性放大器的要求越来越高,这些要求在航天、航空及军事、精密仪器等需要高速数据的采集,瞬时波形记录其他需高速高精度放大器的尖端科技领域中表现尤为突出。

  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)。

模拟电子技术基础课程设计(论文)高精度线性放大器院(系)名称电子与信息工程学院专业班级物联网141学号140408030学生姓名滕宪宇指导教师起止时间:2015.7.4—2015.7.15课程设计(论文)任务及评语院(系):电子与信息工程学院教研室:电子信息工程摘要随着科技的发展,人们对线性放大器的要求越来越高,这些要求在航天、航空及军事、精密仪器等需要高速数据的采集,瞬时波形记录其他需高速高精度放大器的尖端科技领域中表现尤为突出。

高精度放大器可用于量测仪器、控制系统、自动测试设备等。

在医疗领域中也有超音波、气体分析、血压计、诊断器等,此外汽车中的引擎管理、传动系统管理等,也要用到高精度的运放。

因此高精度线性放大器具有广泛的应用意义。

高精度线性放大器是为了解决一些需要精确扩大输出信号的系统,本设计是采用集成运放LF411ACN作为核心元件,在此设计中共接入四个LF411ACN集成运放。

本设计利用仪用放大电路作前置放大电路,带通滤波电路作为滤波和放大电路,本文详细的介绍高精度线性放大器的设计过程。

由于LF411ACN的集成度高,功能强,通用性好,特别是它具有体积小,能耗低,线性度高,抗干扰能力强等方面的独特的优点。

本文设计一个可以将微小的、变化缓慢的直流或交流信号精确地放大的线性放大器,具有温漂小、精度高、线性好等特点。

与调制型直流放大器相比其线路简单、调试容易、通用性好。

关键词:放大器; 高精度; 通用性; 线性度目录第1章绪论 (1)1.1高精度线性放大器的发展概况 (1)1.2本文研究内容 (1)第2章高精度线性放大器总体设计方案 (1)2.1 高精度线性放大器设计方案论证 (1)2.2总体设计方案框图及分析 (1)第3章高精度线性放大器单元电路设计 (2)3.1高精度线性放大器具体电路设计 (2)3.1.1 仪用放大器的设计 (2)3.1.2滤波电路设计 (2)3.2 元器件型号选择 (3)3.3 参数计算 (3)3.4 高精度线性放大器总体电路图 (4)第4章高精度线性放大器电路仿真与调试 (5)4.1 Multisim仿真与调试 (5)4.2 仿真结果分析 (6)第5章高精度线性放大器实物制作 (7)5.1 高精度线性放大器电路焊接 (7)5.2高精度线性放大器电路作品 (7)第6章总结 (9)参考文献 (10)附录I (11)附录II (12)第1章绪论1.1高精度线性放大器的发展概况近年来,各种电子产品的迅速发展,高精度放大器越来越受到人们的重视。

高精度线性放大器是模拟电路中的一个重要模块。

其性能直接影响到电路及系统的整体性能。

同时,现代集成电路特征尺寸越来越小,也导致集成电路产品的工作电压及功耗越来越低,这样待处理的信号越来越弱,这就要求有更高精度的放大器。

而通用放大器显然不能满足这些要求。

微电子技术是国家重点发展的高科技行业,线性放大器是各种电子产品不可缺少的部分,如何设计出高质量的电子产品,除了要求总体方案最佳外,放大器设计得是否合理可靠直接影响整个电子产品的系统性能。

高精度运放主要是指失调和噪音非常低,增益和共模抑制比非常高的运算放大器,因为只有这样,才能使放大器的等效输入误差的综合值减小,达到高精度的目的。

为人们的生活、生产带来了极大的方便。

高精度线性放大器具有增益高,线性度好,频率范围广等优点,可以满足各种需要精确扩大信号的系统。

1.2本文研究内容本文研究内容为设计一款可精确扩大输出信号的高精度线性放大电路。

利用仪用放大电路,作为前置放大电路,第二级利用带通滤波器进行二次放大和消除杂波的影响,实现对输入信号的放大处理。

通过对调节外围分立元件的参数的调整,实现放大系数可调,精度高,温漂小,线性度高的特点。

分立元件的数量相对较少,结构简单、性能稳定。

技术要求:1、线性失真度不大于0.5%。

2、放大倍数2000。

3、输入电阻2M。

4、输出电阻100。

5、利用Multisim(或EWB)进行电路仿真与调试。

第2章高精度线性放大器总体设计方案2.1 高精度线性放大器设计方案论证高精度线性放大器设计有很多种:方案1:利用IC元件为核心器件的多级放大电路,由两级电压放大,一级功率放大。

该方案具有放大系数大,精度高,温漂小,线性度高的特点,但是工作的温度范围小;方案2:利用同相放大电路利用多级放大,来达到要求,该方案具有可以利用很多次的运放,但是这样不满多极之间的阻抗匹配问题。

方案3;利用仪用放大电路,作为前置放大电路,第二级利用带通滤波器进行二次放大和消除杂波的影响。

该方案具有放大系数可调,精度高,温漂小,线性度高的特点。

根据多方面的比较,方案三结构更加简单、可靠性更高、制作成本低廉、调试更加方便。

本设计采用第三种方案。

2.2总体设计方案框图及分析总体设计方案框图如图2.1所示:图2.1总体设计方框图分析:为确定总体设计目标,必须对设计对象有一个较全面的了解,对于高精度放大器而言,只是作为一个整体系统的一部分,是用来放大微弱、不易观察的信号,这就需要较高的增益,信号较小时为了减轻信号源的负载,放大器必须有很高的输入阻抗,放大时系统只要求放大特定频率段的信号,对于干扰信号其中包括工频干扰信号这就要求放大器有较高共模抑制比,另外由于信号的微弱性还要求放大器具有低噪声和低漂移的特性。

所以本设计采用两级放大电路来满足要求,其中第二级电路还有滤波的功能。

第3章高精度线性放大器单元电路设计3.1高精度线性放大器具体电路设计3.1.1 仪用放大器的设计前置级的设计三运放的构成的仪用放大器如图3.1所示,由于增益要求为2000,需采用多级放大电路来达到增益的要求。

各级放大电路均采用集成运放设计,且增益分配要均衡,输入阻抗,共模抑制比和噪声主要取决于前置级,因此前置放大器的设计尤为重要。

根据高输入阻抗的要求,应选用JFET的运放,本设计采用LF411ACN型运放。

该运放的Avo=4×105,R= 4×1011Ω,K CMR =106dB;id图3.1仪用放大器电路原理图3.1.2滤波电路设计图3.2 带通滤波电路原理图第二级要完成的主要任务之一是进一步提高放大电路的电压增益,使总增益达到2000倍,其次为了消除高,低频的影响,需要设计一个带通滤波器,由于对滤波器没有特殊的要求,本设计采用较简单的一阶高通滤波器和一阶低通滤波器构成带通滤波器。

如图3.2所示。

3.2 元器件型号选择在前级放大部分,为了得到放大固定倍数的输出电压。

选择3片LF41ACH 集成运算器和若干电阻组成简单的仪用放大器。

仪用放大器的分配的增益为40,仪用放大器引入了负反馈,为了满足输入阻抗为2M 的要求,且提高所设计放大器的共模抑制比,降低噪声。

前级个电阻阻值选择如下:R1,2M Ω; R2,2M Ω; R6,1K Ω; R9,1K Ω; R10,24K Ω电位器R2,2K Ω。

在第二级带通滤波部分,选择LF41ACH 构成核心的滤波电路。

进一步提高放大电路的电压增益,使总增益达到2000倍,其次为了消除高,低频的影响,需要设计一个带通滤波器,由于对滤波器没有特殊的要求,本设计采用较简单的一阶高通滤波器和一阶低通滤波器构成带通滤波器,达到滤波作用,电路结构简单,只需要一片LF41ACH 芯片,若干电阻以及电容器组成。

由于滤波无特殊要求,所以电容选取如下: C 1=3.3μF,C 2=0.033μF3.3 参数计算在前置放大电路中因为本设计采用的是仪用放大器,如图 3.1,而仪用放大器的分配的增益为40,仪用放大器引入了负反馈,所以U 1和U 2的两输入端形成虚短和虚断,因而有是R 0上的电压V R 1为两输入端输入电压之差V 11-V 12和V R1/R 0=(V O1-V O2)/(R 0+R 8+R 9);故得V O1-V O2=R 0+R 8+R 9/R 0(V 11-V 12); 在第二级中根据差分放大电路可得 V O = 1210R R -(V O1-V O2)= 1210R R -089R R R R ++(V 11-V 12); 电压增益Av== V O /(V 11-V 12)=-R 12/R 10*((R 0+R 8+R 9)/R)在本设计中我们采用R 1=2K Ω,R 8=R 9=24 K Ω,R 12=16K Ω,R 10=10K Ω, 所以Av=40;在滤波电路中没有特殊的要求,所以本设计C 1=3.3μF,C 2=0.033μF 上限频率为200.95HZ,下限频率为0.048HZ 。

3.4高精度线性放大器总体电路图高精度线性放大电路的总体电路图如图3.3所示。

其工作原理:本设计采用LF4111系列的运算放大器,前级采用仪用放大电路,分配的增益为四十倍,仪用放大器是有运放U1、U2按同相法组成第一级差分放大电路,运放U3组成第二级差分放大电路,在第一级电路中输入信号分别加入到U1和U2的同相段R1和R6、R7组成的反馈网络引入负反馈。

在带通滤波的电路中,本设计采用较简单的一阶高通滤波器和一阶低通滤波器构成带通滤波器,来限制放大频率的范围。

图3.3高精度线性放大器总体电路图第4章高精度线性放大器电路仿真与调试4.1 Multisim仿真与调试利用仿真软件对输入端和输出端进行仿真。

通过对放大器进行Time Domain(时域)分析,得到图4.1所示的的输入和输出波形幅值经过比例缩小后幅值相同,由图中的通道A和通道B的比例可知放大器可以完成正常的放大功能。

放大倍数为1947.3倍。

图 4.1 仿真结果关于指标的分析,由小信号直流增益分析(Calculate small-signal DC gain)得到差模输入电阻为8MΩ,共模输入电阻为2MΩ,输出电阻为100Ω满足设计要求。

4.2 仿真结果分析关于指标的分析,由小信号直流增益分析得到差模输入电阻为8MΩ,共模输入电阻为2MΩ,输出电阻为100Ω满足设计要求。

该设计依据设计指标设计,整体上基本符合指标各项要求,如仿真图所示,输入电压13.501V,输出电压为22.916KV,放大倍数为1947.3,基本满足放大2000倍的要求。

输入电路采用仪用放大电路输入。

输入级利用了仪用放大电路对共模信号的抑止及对差模信号的放大作用,有利于提高整个电路的精度。

第二级采用典型的滤波电路,进一步提高放大电路的电压增益,使总增益达到2000倍,其次为了消除高,低频的影响,需要设计一个带通滤波器,由于对滤波器没有特殊的要求,本设计采用较简单的一阶高通滤波器和一阶低通滤波器构成带通滤波器,达到滤波作用,便于输出完整波形。

理论上能符合设计指标所要求。

第5章高精度线性放大器实物制作5.1 高精度线性放大器电路焊接为了保证焊接的电路看起来清晰,减少焊接时的出错几率,应合理布置各个元件在电路板上的位置,保证元件的连接线尽量不出现交叉接触,如果交叉接触过多可能会导致元件参数发生变化,严重时毁坏电路,造成浪费。

相关文档
最新文档