测量放大器的设计..

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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。

一种用于磁性测量的高压宽带功率放大器的设计

一种用于磁性测量的高压宽带功率放大器的设计
磁 特 性 自动 测 量 系统 对 功 率 放 大 器 的 要 求 。
[ 关键 词 ] 功 率放 大 器 磁 性测 量 宽 带 [ 中图分 类号] TN 2 72 [ 文献 标识 码] A
号 的进 一步 放大 ; 率 放 大级 实 现对 信 号 的 电 流放 功 大 。直 流稳 压 电源部 分则 为 电路提供 能 量 。
普 通 电阻 由于 有一 定 的 电 感 性 存 在 , 高 频 时 , 在 电 阻 R1 0电感 性 的 强 弱 , 输 出波 形 的影 响 不 容 忽 对 视 , 了减 小 此 因 素 对 功 放 的影 响 , 功 放 中 R1 为 本 0
12 电 路 特 点 . 1负载 : t采样 电阻和 电感线 圈 。 ) 1' l
磁性 材料 在 电子 电气 工业 中有 极 广 泛 的 应 用 ,
为 了 有 效 应 用 磁 性 材 料 , 先 通 过 磁 特 性 测 量 系 统 应
获得 其磁 特 性 参 数 。功 率 放 大器 是 磁 性 测 量 系 统 的一个重 要部分 , 性 测 量 系统 要想 在 较 大 的 频 率 磁 范 围和 电压幅值 下 对 磁性 材 料 进 行 测 量 , 须 有 一 必 个高 压宽 带 功 率 放 大 器 。 目前 国 内 大 多 数 公 司生 产 的磁 性 测 量 系统 工 作 频 率 宽 度 一 般 为 5 0 k 0 Hz 左右 。本 文将 介 绍 一 种 工 作 频 率 范 围 为 5 ~ 0 Hz
1M Hz在 负 载 电 感 和 采 样 电 阻 条 件 下 有 最 大 ± ,
2 测量要 求 : 5 ~1MHz ) 在 OHz 的频 出 电 压 V2 t 幅值 逐 ()
渐 变大 。 在 图 1中, 设 当初 级 线 圈 中通 过 的 电流 为 I 假 时 , 形 样 品 中 的 磁 感 应 强 度 为 B, 表 达 式 为 : 环 其

测量晶体管放大倍数的设计与实现实验报告(非常全)

测量晶体管放大倍数的设计与实现实验报告(非常全)
可见,电压Ve将随β值的变化而变化,也可以通过调节R2的阻值大小调节所测β值档位的大小。
由上面的公式可设计出该部分的电路如图3所示,其中的电压比较器都用独立的元件画出。
可见其核心部分是由三个运算放大器构成的三个电压比较器。所有的运算放大器的反相输入端都与前一部分电路的三极管的集电极(或发射极)相连,作为该部分电路的输入端口。而三个运算放大器的同相输入端分别接入由串联的四个电阻分压而得到的三个不同的电平值,将这个电平值与各自的反相输入端输入的电平值进行比较,从而判断当前的Vc所对应的β所在档位。
2、电路能够检测出NPN、PNP三极管的类型;
3、电路能够将NPN型三极管放大倍数β分为大于250、200~250、150~200和小于150四个档位进行判断;
4、用发光二极管来指示被测三极管的放大倍数β值属于哪一个档位,当β超出250时二极管能够闪烁报警;
5、在电路中可以手动调节四个档位值的具体大小;
运算放大器在本电路中所起的作用为电压比较器的作用。一个最基本的电压比较器有两个输入端和一个输出端,两个输入端包括同相输入端和反相输入端,分别记为Vi+和Vi-。当同相输入端的输入电压高于反相输入端(即Vi+>Vi-)时,输出端输出为高电平;否则输出为低电平。
三极管放大倍数β档位测量电路和显示电路如图3所示
图7
图7是PNP管类型判断与放大倍数β检测电路。
总的电路实现的功能有:判断三极管的类型是NPN还是PNP,而且能对三极管放大倍数β分为大于250、200~250、150~200、小于150共四个档位进行判断,并在β值大于250的时候能够进行闪烁报警。电路中用发光二极管来指示被测三极管的β值属于哪一个档位。电路中可以手动调节四个档位值的具体大小,而且NPN、PNP三极管β档位的判断可以通过手动或自动切换。

心电图用放大器的设计注意事项

心电图用放大器的设计注意事项

心电图用放大器的设计注意事项心电图是一种测量心脏电活动的重要工具,而放大器的设计对于心电图的准确性和可靠性起着至关重要的作用。

以下是心电图用放大器设计时需要注意的几个关键方面:1.噪声控制:心电图信号较小且容易受到噪声的干扰,因此放大器设计应具备良好的噪声控制能力。

首先,需要选择低噪声运算放大器作为信号放大的核心。

此外,还可采取隔离、滤波和屏蔽等措施来减少噪声的干扰。

2.带宽要求:心电图信号的带宽通常在0.05Hz至100Hz之间,因此放大器必须具备足够的带宽来传输这些信号。

通常情况下,放大器的带宽应大于信号最高频率的两倍。

3.阻抗匹配:放大器的输入和输出阻抗必须能够与心电图采集设备相匹配,以避免信号损失和阻抗不匹配引起的偏差。

一般来说,输入阻抗应大于10MΩ,输出阻抗应小于100Ω。

4.增益控制:放大器的增益应具备一定的可调节范围,以便根据实际需要选择适当的放大倍数。

增益过高可能导致信号饱和和失真,增益过低则会使信号变得难以辨识。

5.安全考虑:心电图放大器设计时必须注意电源和地线的绝缘,以防止电击等安全问题发生。

此外,在输入端和输出端都应添加适当的保护电路,以避免静电、电压过载和电流过大等问题。

6.线性度和准确性:心电图信号的准确性对于诊断和分析非常重要,因此放大器设计应具备良好的线性度和准确性。

线性度方面,放大器应具备宽动态范围和低非线性失真。

准确性方面,应尽可能减小系统误差,如偏移电压、漂移和失调。

7.低功耗:心电图放大器通常需要长时间连续工作,因此低功耗设计至关重要。

采用低功耗的运算放大器和设计合理的电源管理措施,可延长电池寿命、减少能源消耗,同时降低设备温升和噪声。

8.抗干扰能力:心电图信号容易受到外界的干扰,如电源噪声、高频干扰和交叉干扰等。

放大器设计时应添加合适的抗干扰电路,如滤波器、隔离器和屏蔽,以分离并抑制这些干扰源。

总之,心电图用放大器的设计需要充分考虑信号质量、噪声控制、带宽要求、阻抗匹配、增益控制、安全和可靠性等因素。

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。

测量放大器的静态工作点的测量方法

测量放大器的静态工作点的测量方法

一、概述测量放大器的静态工作点是放大器设计和分析中的重要参数,它直接影响到放大器的线性度、功耗和稳定性。

准确地测量静态工作点对于放大器的设计和调试至关重要。

二、测量放大器的静态工作点的重要性1. 静态工作点的定义及其对放大器性能的影响放大器的静态工作点是指在没有输入信号的情况下,放大器的直流工作状态。

它通常表示为静态电流和静态电压的值。

静态工作点的选择会直接影响放大器的线性度和功耗。

如果静态工作点选择不当,会出现信号失真、功耗增大等问题。

2. 静态工作点的测量方法静态工作点的测量方法一般有直流测量法和交流测量法两种。

三、直流测量法1. 实验装置概述直流测量法主要通过连接电流表、电压表等仪器测量放大器的静态工作点。

2. 测量步骤1) 电压放大器的静态工作点的测量a) 将电流表连接到电源端,通过电流表测量输入端的静态电流。

b) 将电压表连接到输出端,通过电压表测量输出端的静态电压。

2) 电流放大器的静态工作点的测量a) 将电流表连接到输入端,通过电流表测量输入端的静态电流。

b) 将电压表连接到负载端,通过电压表测量负载端的静态电压。

3. 实验结果分析直流测量法可以较为准确地测量放大器的静态工作点,但在实际应用中需要注意避免对放大器的工作状态造成干扰。

四、交流测量法1. 实验装置概述交流测量法主要通过连接示波器、信号源等仪器,测量放大器的静态工作点。

2. 测量步骤1) 通过信号源输入一个直流电压,使其通过放大器。

2) 通过示波器观察输出端信号的直流偏置情况。

3) 调整输入直流电压的大小,直到输出信号的直流偏置为零。

3. 实验结果分析交流测量法可以观察到放大器输出端信号的直流偏置情况,从而间接得到放大器的静态工作点。

五、总结通过直流测量法和交流测量法,可以较为准确地测量放大器的静态工作点。

在实际工程应用中,根据实际情况选择合适的测量方法,可以更好地指导放大器的设计和调试工作。

静态工作点的准确测量可以保证放大器性能的稳定和可靠。

测量放大器的原理

测量放大器的原理

测量放大器的原理测量放大器是一种用于放大电阻传感器、电容传感器或者其他传感器输出信号的设备。

它可以将传感器输出的微小电信号放大到可以进行后续处理或者测量的适当范围内。

测量放大器通常用于工业自动化、科学实验、医学设备等领域。

测量放大器的工作原理主要涉及到增益、输入电阻、带宽和噪声等方面。

1. 增益:测量放大器的主要功能之一是放大输入信号,其增益决定了放大倍数。

增益可以通过电路中的运算放大器或者放大器电路来实现,其中放大器电路通常采用晶体管、运算放大器、仪表放大器等。

2. 输入电阻:测量放大器需要具有较高的输入电阻,以保证输入信号的稳定性。

较高的输入电阻可以减少由于传感器输出电流引起的电流失真,同时也可以减少由于输入信号与放大电路之间的电压分压引起的误差。

3. 带宽:测量放大器的带宽是指放大器能够处理的频率范围。

带宽的大小取决于放大器的设计和组件的特性。

较宽的带宽可以支持处理较高频率的输入信号,而较窄的带宽则适用于低频信号的处理。

4. 噪声:测量放大器中的噪声是指在放大过程中引入的信号干扰。

噪声可以由电源杂散、放大器内部电子元件的热噪声以及输入信号本身的噪声引起。

降低噪声对于保证测量信号的准确性和精度至关重要。

在测量放大器的设计中,需要综合考虑上述因素以及其他一些技术要求,如输入输出接口、电源供应、保护电路等。

此外,还需注意:1. 信号输入范围:测量放大器一般有一定的信号输入范围,超出该范围的输入信号可能引起放大器的非线性失真。

因此,在设计选择时需根据实际需要选择适当的放大器。

2. 校准和线性度:放大器在使用过程中可能会存在一定的误差,因此需要进行校准以确保输出的准确性。

此外,线性度也是一个重要的指标,它描述了输入信号和输出信号之间的关系是否为线性关系。

总之,测量放大器是一种关键的信号处理设备,它可以将微小的传感器输出信号放大到适当的范围,以进行后续处理或者测量。

在设计和选择测量放大器时,需要考虑增益、输入电阻、带宽、噪声等多个因素,并根据实际需要进行校准和线性度测试。

电子电路中的放大器设计与调试方法

电子电路中的放大器设计与调试方法

电子电路中的放大器设计与调试方法放大器是电子电路中非常重要的器件之一,它能够将输入信号放大,并输出到外部设备或驱动其他器件。

在电子设备、通信系统等领域中,放大器的设计和调试是一个常见的任务。

本文将详细介绍电子电路中放大器的设计和调试步骤,帮助读者更好地掌握这一技术。

一、放大器设计的基本原理1. 放大器的分类:放大器可分为分立元件放大器和集成电路放大器。

前者通常由晶体管、电阻、电容等离散器件组成,后者则集成在单个芯片中。

2. 放大器的工作原理:放大器主要依靠电流、电压或功率的增加来放大信号。

其中,共集、共基、共射三种基本放大电路是最常见的。

二、放大器设计的步骤1. 确定需求:首先,我们需要明确自己的需求,包括输出信号的幅值范围、带宽、失真要求等。

这一步对放大器设计至关重要,因为不同的需求将影响到放大器的电路设计。

2. 选择放大器的类型:基于对需求的了解,选择适合的放大器类型,如晶体管放大器、运算放大器等。

根据需求和电路复杂度的考量,可以选择分立元件放大器或集成电路放大器。

3. 确定放大器的工作状态:根据需求和放大器类型,确定放大器的工作状态,如放大器的偏置状态、电源电压等。

4. 电路设计:根据前面的确定,开始进行电路设计。

首先,绘制电路原理图,包括输入端、输出端、电源等部分。

然后,根据放大器的工作状态和性质,选择合适的电阻、电容等元件值,并进行电路计算。

5. 电路仿真:利用电子电路仿真软件,对设计的电路进行仿真。

通过仿真结果,可以分析电路的工作情况,如电压增益、频率响应、相位延迟等。

6. PCB设计:根据电路设计和仿真结果,进行PCB(Printed Circuit Board)设计。

这一步主要包括布线、焊接等工作。

7. 制作和组装:根据PCB设计,制作电路板,并进行元件的焊接和检查。

三、放大器调试的步骤1. 功率限制:在放大器调试之前,需要保证功率限制在安全范围内。

尤其是高功率放大器,过大的功率可能会损坏元件或导致其他问题。

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课程设计(论文)题目名称测量放大器的设计课程名称综合电子课程设计学生姓名学号系、专业指导教师年月日目录一、概述 (1)二、方案设计与论证 (2)1、设计任务和要求 (2)2、设计原理 (2)3、设计方案及实 (4)三、直流电压放大器 (5)四、放大器性能测试 (6)五、仿真结果和分析 (7)1、各部分的仿真结果 (7)六、主要电路参数计算 (13)1、放大倍数计算 (10)七、结论与心得 (10)八、参考文献 (11)摘要本设计主要是测量放大器,测量放大器主要是实现对微信号的测量,主要通过运用集成运放组成测量放大电路实现对微弱电信号的放大,要求有较高的输入电阻,从而减少测量的误差及对被测电路的影响,并要求放大器的放大倍数可调以实现对比较大的范围的被测信号的测量,因而测量放大器的前级主要采用差分输入的方式,然后经过双端信号到单端信号的转换,最后经比较放大器进行放大。

关键词:放大器;频率;电源;电桥一、概述随着电子技术的飞速发展,运算放大电路也得到广泛的应用。

测量放大器专门精密差分电压放大器,它源于运算放大器,且优于运算放大器。

测量放大器把关键元件集成在放大器内部,其独特的结构使它具有高共模抑制比、高输入阻抗、低噪声、低线性误差、低失调漂移增益设置灵活和使用方便等特点,使其在数据采集、传感器信号放大、高速信号调节、医疗仪器和高档音响设备等方面倍受青睐。

测量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组件,具有差分输出和相对参考端的单端输出。

与运算放大器不同之处是运算放大器的闭环增益是由反相输出端与输出端之间连接的外部电阻决定,而测量放大器则使用与输入端隔离的内部反馈电阻网络。

测量放大器的 2 个差分输入端施加输入信号,其增益即可由内部预置,也可由用户通过引脚内部设置或者通过与输入信号隔离的外部增益电阻置。

本次设计通过采用仪用放大器的改造来实现设计一测量放大器及其所用的稳压电源,并满足其高输入阻抗和高共模抑制比及高通频带的要求.。

测量放大器主要实现对微信号的测量,主要通过运用集成运放组成测量放大电路实现对微弱信号的放大,要求有较高的共模抑制能力及较高的输入电阻,减少测量的误差及对被测电路的影响,并要求放大器的放大倍数可调已实现对比较大的范围的被测信号的测量。

测量放大器前级主要用差分输入,经过双端信号到单端信号的转换,最终经比例放大进行放大二、方案设计与论证1、设计任务和要求设计并制作一个测量放大器及所用的直流稳压电源。

参见图1。

输入信号V I 取自桥式测量电路的输出。

当R1=R2=R3=R4时,V I=0。

R2改变时,产生V I ≠0的电压信号。

测量电路与放大器之间有1米长的连接线。

a. 差模电压放大倍数A VD=1~500,可手动调节;b. 最大输出电压为± 10V,非线性误差< 0.5%;c. 在输入共模电压+7.5V~-7.5V范围内,共模抑制比K CMR >105 ;d. 在A VD=500时,输出端噪声电压的峰-峰值小于1V;e. 通频带0~10Hz ;f.直流电压放大器的差模输入电阻≥2MW (可不测试,由电路设计予以保证)。

2、设计原理原理概述放大器是电子系统的重要组成部分,了解和掌握放大器对于学习和应用电子系统有很大的帮助。

信号检测中的放大电路有很多种类型,实际系统中常采用的有测量放大器和隔离放大器。

测量放大器又称为数据放大器或仪表放大器,常用于热电偶,应变电桥.流量计,生物电测量以及其他有较大共模干扰的支流缓变微弱信号的检测。

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,因此得到广泛的应用。

差分放大器和测量放大器所采用的基础部件(运算放大器)基本相同,它们在性能上与标准运算放大器有很大的不同。

标准运算放大器是单端器件,其传输函数主要由反馈网络决定;而差分放大器和测量放大器在有共模信号条件下能够放大很微弱的差分信号,因而具有很高的共模抑制比(CMR)。

它们通常不需要外部反馈网络。

测量放大器的第一级只对差摸信号有一定的放大作用,而对共模信号几乎没有抑制作用,对共模信号几乎没有抑制作用主要由第二级电路来完成,而且放大器的共摸抑制比约为第一级电路的差摸电压增和第二级电路的共摸抑制比的乘积。

在工业自动控制等领域中,常需要对远离运放的多路信号进行测量,由于信号远离运放,两者地电位不统一,不可避免地存在长线干扰和传输网络阻抗不对称引人的误差。

为了抑制干扰,运放通常采用差动输人方式。

对测量电路的基本要求是:①高输人阻抗,以抑制信号源与传输网络电阻不对称引人的误差。

②高共模抑制比,以抑制各种共模干扰引人的误差。

③高增益及宽的增益调节范围,以适应信号源电平的宽范围。

以上这些要求通常采用多运放组合的电路来满足,典型的组合方式有以下几种:同相串联式高阻测量放大器,同相并联式高阻测量放大器,高共模抑制测量放大器用分离元件构建测量放大器需要花费很多的时间和精力,而采用集成运放放大器或差分放大器则是一种简便而又可行的替换方案。

用集成运算放大器放大信号的主要优点:(1)电路设计简化,组装调试方便,只需适当配外接元件,便可实现输入输出的各种放大关系.(2)由于运放得开环增益都很高,用其构成的防大电路一般工作的深度负反馈的闭环状态,则性能稳定,非线性失真小。

(3)运放的输入阻抗高,失调和漂移都很小,故很适合于各种微弱信号的放大。

又因其具有很高的共模抑制比,对温度的变化,电源的波动以及其他外界干扰独有很强的抑制能力。

运算放大器组成的放大电路,按电路的性质可分为反相放大器,同相放大器和差分放大器三种。

按输入信号性质又可分为直流放大器和交流放大器两类。

差分放大器分为(1)单端输入、单端输出(2)双端输入、单端输出(3)单端输入、双端输出三种,而双端输入、单端输出型差动放大器常用于多级差分放大电路的中间极或末极。

测量放大器系统组成的框图如下图所示。

系统包括桥式电路、信号变换放大器电路,直流电压放大器和直流稳压电源。

图1测量放大器系统各个组成部分作用和指标:桥式电路:提供差动电压用来测试直流电压放大器的主要性能指标。

信号变换放大器:把函数发生器单端输出信号经信号变换放大器变换为直流电压放大器的双端输入信号。

直流电压放大器:要求差动输入的直流电压放大器,具有高的差模电压增益,并具有低漂移,低噪声输出及高共模抑制比等特性。

测试其差模放大倍数、共模放大倍数、共模抑制比、输出噪声电压峰峰值、通频带。

直流稳压电源:该电源由单相 220V 交流电压供电,输出±15V 直流电压,作为整个系统的电源。

图中K 置2 的位置,测直流电压放大器频率特性;K 置1 的位置,测直流电压放大器的其他性能指标。

3、设计方案及实现同相并联式高阻抗测量放大器电路具有输入阻抗高、增益调节方便、漂移互相补偿、双端变单端以及输出不包括共模信号等优点。

线路前级为同相差动放大结构,要求两运放的性能完全相同,这样,线路除具有差模、共模输人电阻大的特点外,两运放的共模增益、失调及其漂移产生的误差也相互抵消,因而不需精密匹配电阻。

后级的作用是抑制共模信号,并将双端输出转变为单端放大输出,以适应接地负载的需要,后级的电阻精度则要求匹配。

增益分配一般前级取高值,后级取低值。

图一该测量放大器由运放U1和U2按同相输入接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。

三、直流电压放大器差模电压增益Avd=(1+2 R7/(R11+ R5))R6/ R4若取 R3 =R7= R8= R4= (R9+R10)=R6=10kΩ,Avd=1+2 R7/(R11+ R5)取R11=0 时,Avd=1+2*10*1000/(0+40)=501取R11 为最大时,Avd=1+2*10*1000/(100*1000+40)=1.2R10 是调零电位器。

集成运算放大器U1、U2、U3、U4、U5 采用OP07 其共模抑制比高、低噪声、高精度。

图三四、放大器性能测试放大器性能测试:首先调零,将输入端短接,即将输入信号置零,调节各个电位器的调零电阻,直至输入电压为零,完成调零操作,然后将电桥加电压,用万用表测电桥的输出电压,手动调节可变电位器,直至电桥的输出电压为5mv,然后用1米长的导线将电桥与放大器连接,用示波器观察测量放大器的输出波形。

对于测量放大器放大倍数的测量,设置放大倍数然后用万用表测电桥的输出电压及测量放大器放大后的输出电压,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:首先对信号变换电路进行调零,同样是将输入短接,即输入端直接接地,然后调节用函数信号发生器产生信号源,然后将输出信号通过信号变换电路将单端输出转变成双端输出,再将信号变换器的输出信号接到测量放大器的输入端合理设置输出电压及测量放大器的放大倍数,然后用交流毫伏表测量放大器和信号变换电路的输出电压,并改变函数信号发生器的输出频率,得到不同频率下的放大倍数。

五、仿真结果和分析1、各部分的仿真结果图四、直流电压放大器仿真原理图图五、R11为0时的输出波形仿真图图六、R11为最大时的输出波形图七、电路总图六、主要电路参数计算1、放大倍数计算差模电压增益Avd=(1+2 R7/(R11+ R5))R6/ R4若取 R3 =R7= R8= R4= (R9+R10)=R6=10kΩ,Avd=1+2 R7/(R11+ R5)取R11=0 时,Avd=1+2*10*1000/(0+40)=501取R11 为最大时,Avd=1+2*10*1000/(100*1000+40)=1.22、仿真中遇到的问题在放大器仿真中,当输入电压比较大时,输出电压仍然按原有的倍数进行放大。

如输入为5V时,在放大倍数为250倍时,输出电压可达1.25V。

在实际应用中,输出电压由于受到运放的电轨影响,它只能输出比运放电压少。

例如运放运行电压为±15V时,在比较好的运放中,输出电压可达14.8V。

但UA741运放在效果上稍差,大概输出电压为13.8V。

所以这种不受限制的放大只能在仿真软件的理想状况下出现。

七、结论与心得通过本次设计,我明白了只有将书本上的知识做到详细的了解加上融会贯通才能够通过本来的原理运用到实际,设计出符合一定要求的电子电路,即使是电路中的每一个小元件,都要考虑到其对整体电路的影响,甚至有时对电路细微部分的改动都可能得到意想不到的结果,所以设计电路不仅需要掌握比较全面的知识,还需要考虑到每个细节,考虑全局。

不仅要被高要求,还要自主高要求。

任何事情都不是一蹴而就的,只有走好每一步,才能够对自己知识的不足之处有更加深入地了解,在学习的过程中去弥补自己的不足,想要学好一个方面的专业知识仅仅依靠一本教科书是不够的,我们需要在任何时候都留心积累。

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