生物电放大电路仿真实验报告
山东大学生物医学电子学课程设计报告
体表心电放大器的设计一、系统框图设计本电路设计主要由五部分组成：前置放大电路，高通滤波电路、50Hz陷波电路、低通滤波电路和主放大输出电路。
系统框图如下图所示：图1 心电放大器系统框图从心电电极得到的心电信号先要经过前置放大电路，被处理后的信号具有低噪声、低漂移、低共模抑制比等性能。
这时候的心电信号主要受到工频、肌电等信号的干扰，可通过相关的信号调整电路对其进行处理。
二、各部分电路1、前置放大电路前置放大器是硬件电路的关键所在，设计的好坏直接影响信号的质量，从而影响到仪器的特性。
除了要求精度高稳定之外，根据心电信号的特点，本次实验设计的前置放大电路如下图所示：图2 前置放大电路所以设计出的前置级放大倍数为：AA dd≈10002、高通滤波电路由于心电信号微弱，需要多级放大，而多级直接耦合的直流放大器虽能满足要求，但多级直接耦合的直流放大器容易引起基线飘移。
此外，由于极化电压存在的缘故，动态心电图机的直流放大器更不能采用多级直接耦合。
本装置中，在两级放大器之间采用RC耦合电路，即时间常数电路，在隔离直流信号的同时达到高通滤波的效果。
我们取时间常数约为3.2s，这样可确定电阻、电容值，在两级之间组成高通滤波器。
可得转折频率为：本设计采用的高通滤波电路为二阶压控电源型高通滤波器拓扑结构，其电路图如下图所示：图3 高通滤波器电路图3、50Hz陷波电路心电信号由于频率低、信号小、因此50Hz的工频干扰特别严重。
工频干扰信号通过周围仪器设备以及人体内的分布电容混淆在心电信号之中，影响测量效果。
为了去除人体或者测量系统中的工频50Hz干扰，需要用带阻滤波器（即陷波器）予以抑制。
由于50Hz工频干扰是心电信号中的主要干扰，并且它的频率正好处在0.05～100Hz的频带范围之内，再加上其它的不稳定因素，剩余的工频干扰信号还比较强，因此，必须设计相应的电路将它们滤除。
所以，为了将心电信号频带范围之内的50Hz工频干扰信号滤除，同时保证其它信号毫无衰减地通过，在本系统中必须设计一个陷波器（即带阻滤波器），它负责完成抑制50Hz工频干扰信号，而让其他频率通过。
功率放大电路的仿真测试实验报告
电子与信息工程系模电实验实验日期：2016.4.15 班级：2015级应用物理学实验名称：功率放大电路的仿真测试姓名：实验成绩：学号：一、实验目的（1）了解OTL、OCL功率放大器的基本工作原理和参数测试。
（2）对比分析OTL功率放大器和OCL功率放大器的性能差异。
二、原理与说明功率放大器根据功放管平均导通时间的长短（或集电极电流流通时间的长短或导通角的大小），分为以下4种工作状态。
（1）甲类工作状态：甲类工作状态下，在整个周期内晶体管的发射结都处于正向运用，集电极电流始终是流通的，即导通角A等于180°。
（2）乙类工作状态：乙类工作状态下，晶体管的发射结在输入信号的半周期内正向运用，在另外半个周期内反向运用，晶体管半周期导电半周期截止。
集电极电流只在半周期内随信号变化，而在另半个周期截止，即导通角A等于90°。
（3）甲乙类工作状态：它是介于甲类和乙类之间的工作状态，即发射结处于正向运用的时间超过半个周期，但小于一个周期。
即导通角A大于90°小于180°。
（4）丙类工作状态：丙类工作状态:丙类工作状态下，晶体管发射结处于正向运用的时间小于半个周期，集电极电流的时间不到半个周期，即导通角A小于90°。
图4.4.2 OCL功率放大器原理图4.4.3为单电源供电互补推挽功率放大器。
三、实验内容1.OCL功率放大器测量1)按照图4.4.2所示输入自己的OCL实验电路。
并测量晶体管的静态工作，判断器件工作状态。
表格1.1.1开关闭合开关断开Q1 Q2 Q1 Q2I B12.012pa 12.012pa 55.511na 1.691naI C1201ma 1.201ma 1.201ma 1.201mnaU CE12v 12v 12v 12v2)峰值)，在开关J1闭合和断开条件下，用双踪示波器观察输入输出波形。
J1断开时：J1闭合时：J1断开时：3)测量输出信号为3V时放大器的输出功率和电源消耗功率，并计算此时的放大器效率；逐渐增大输入信号，在没有出现明显失真条件下，再测量此时的输出效率、电源功率和功效，记录测量值于表格1.1.1和1.1.2中。
生物电放大器的设计的开题报告
生物电放大器的设计的开题报告
一、选题的背景和意义：
随着科学技术的不断发展，生物电信号采集逐渐成为了一个重要领域，可以用于医学、神经科学、生命科学等领域。
目前，常见的生物电信号采集设备都是基于传感器原理，能够采集到微弱的生物电信号，并将其转化为数字信号进行处理和分析。
但是，由于采集到的生物电信号非常微弱，需要使用放大器进行放大，以提高信号的幅度和信噪比，从而更容易进行数据分析和处理。
因此，本文将设计一种生物电放大器，成本低、操作简便、性能稳定，可广泛应用于生物电信号的采集和分析等领域，以满足生物电信号的采集与放大的需求。
二、设计方案：
1.选择高精度、低噪声的运放作为放大器的放大元器件，并结合反馈电路设计，使其成为一种高增益、低噪声、低漂移的放大器。
2.为了满足不同的生物电信号的采集需求，本设计将构建一个具有可调放大倍数和滤波功能的电路板，用户可以根据实际需要自行调节放大倍数和滤波频率。
3.为了使设计具有更高的实用性和可扩展性，本设计将使用USB接口进行数据传输，用户可以通过电脑等终端设备进行数据的采集和分析。
三、预期效果
本设计的生物电放大器具备如下特点：
1.采用高精度、低噪声的运放，性能优异。
2.具有可调放大倍数和滤波功能，适用于不同类型的生物电信号采集。
3.使用USB接口进行数据传输，方便使用，具有更高的实用性和可扩展性。
综上所述，本设计能够满足生物电信号采集与分析的需求，并具有较高的实用性和扩展性。
放大电路仿真实验
课程名称：高频电路原理实验名称：放大电路仿真实验一、实验目的：1.能对单调谐放大电路，双调谐放大电路的放大倍数，幅频特性和相频特性进行分析。
2.能对高频功率放大电路进行分析其参数。
3.掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算。
4.利用Multisim进行仿真使我们更加进一步的了解各个电路的特性。
二、实验内容：1.单调谐放大器电路的仿真及分析。
2.双调谐放大器电路的仿真及分析。
3.高频功率放大器电路的仿真及分析。
三、实验结果仿真结果以及说明：一：单调谐放大电路设置一个高频小信号单谐振放大电路1结果显示及分析显示结果分析通道A是输出的波形，幅值为1v*1.6=1.6v，通道B是输入波形，幅值为10mv*2=20mv。
由此可以得出电压放大的增益Au=1.6/0.02=80（2）波特图示仪上的显示幅频特性显示结果分析如下信号源的谐振频率为f=11.087MHz，放大的增益为Au=38.416dB，放大倍数折算后约为80倍。
相频特性显示结果分析如下谐振频率为f=10.763MHz，相位角为-137.387°二：双调谐放大器电路设置一个高频小信号双谐振放大电路示波器上的显示如下显示结果分析通道A是输出的波形，幅值为1v*2.2=2.2v，通道B是输入波形，幅值为100mv*2=200mv。
由此可以得出电压放大的增益Au=2.2/0.2=11波特图示仪上的显示幅频特性显示结果分析如下信号源的谐振频率为f=5.446MHz，放大的增益为Au=19.681dB，放大倍数折算后约为11倍。
结果分析如下信号源的谐振频率为f=11.26MHz，放大的增益为Au=22.866dB，放大倍数折算后约为11倍。
相频特性显示结果分析如下谐振频率为f=10.789MHz，相位角为-112.929°三：高频功率放大器电路设置一个高频高频功率放大器二．结果显示及分析示波器上的显示如下四、实验总结：过本次高频仿真实验课，我对高频小信号放大器的电路及其一些参数有了进一步了解。
电路仿真实验报告
电路仿真实验报告一、实验目的通过电路仿真实验，了解和掌握电路设计和分析的基本原理和方法，培养学生解决实际电路问题的能力。
二、实验器材1.计算机2.电路仿真软件3.电路设计平台4.万用表三、实验内容1.选择一个电路仿真软件，并了解其基本操作方法。
2.使用电路仿真软件进行简单电路的仿真设计。
3.基于仿真结果，根据实验内容进行电路设计和分析。
四、实验步骤1.打开电路仿真软件，并了解其基本操作方法。
2.根据实验要求，选择一个简单电路进行设计，例如二阶低通滤波器。
3.使用电路设计平台进行电路的搭建，包括选择合适的电阻、电容和运放等器件。
4.在电路设计平台上进行参数设置，例如频率范围和截止频率等。
5.运行仿真，观察电路的响应曲线和频率特性。
6.根据仿真结果，分析电路的性能和特点，并进行相关讨论。
7.如果仿真结果不符合预期，可以调整电路参数或者改变电路结构，重新运行仿真并分析结果。
8.根据实验要求，记录仿真结果并撰写实验报告。
五、实验结果与分析在本次实验中，我们选择了一个二阶低通滤波器进行仿真设计。
根据实验要求，我们选择了合适的电阻、电容和运放等器件进行电路搭建。
通过仿真软件运行仿真，我们得到了电路的频率响应曲线和频率特性的结果。
根据图表分析，我们可以看到，在低频时，滤波器具有较好的通过性能，而在高频时，滤波器开始出现截止的现象。
我们还可以通过改变电路参数来观察电路的变化。
例如，增大电容值可以降低截止频率，使滤波器具有较好的低频通过特性。
而增大电阻值则可以增加滤波器的阻带特性。
通过实验结果的分析，我们可以得到滤波器的性能和特点，并根据实际应用的需求来调整电路参数和结构。
六、实验总结与心得体会通过电路仿真实验，我们学习到了电路设计和分析的基本原理和方法。
通过选择合适的电路仿真软件，并根据实验要求进行电路搭建和参数设置，运行仿真并分析结果，我们可以对电路的性能和特点有更深入的了解。
通过本次实验，我还发现了电路设计和分析的一些问题和挑战。
试验三心电放大器与右腿驱动电路的设计
实验三 心电放大器与右腿驱动电路的设计、实验目的1 .掌握用运算放大器组装的心电放大器电路及其共模抑制比的测定方法。
2 .了解右腿驱动电路对于抑制共模信号和电气安全方面的意义。
3 .了解心电放大器的频率特性对于心电信号波形的影响二、实验原理在生物信息的获取和处理中，生物电位放大器占有重要的地位。
由于生物 电信号一般都很微弱，所以生物电放大器必须有高的共模抑制比和足够的增益。
为了减小信号传输中的衰减和失真，生物电位放大器还必须有高的输入阻抗。
同时，为了保证被测对象的安全，防止发生电击事故，在电路中必须采取适当 的保护措施。
心电放大器是一种重要的生物电位放大器，它可以作为生物电位放大器的 代表。
本实验中所用的心电放大器电路原理如图3-1所示，它可以满足上述对 于生物电位放大器的基本要求。
电路中共采用了五只运算放大器，其中4和A 2 组成同向并联差动放大器（A 和A 可以用双运放747或单运放741），它具有很 高的输入阻抗，其差动增益Gd — R + R + R — 2 R + R-3 R 4 4 - R 4 4而共模增益为Gc = 1，所以这一级的共模抑制比CMRR = Gd （输入端开路 时，容易引起饱和，饱和可以将①、②端短路，接地。
）4的作用是进一步放大差动信号，并把双端差动输入变成单端输出，其差 动增益为调整P 可使其共模输出信号最小。
1Gd =务= 8 47 KT1K图3-1心电放大电路原理图由4, A2, 4组成的三运放的放大器电路又称为仪表放大器，它具有高输入阻抗，高共模抑制比和可调的增益，在生物电位放大器中得到广泛应用。
4、凡、R7、R6~ R18构成右腿驱动电路。
R6、R7将共模电压的平均值检出，4将此信号放大，倒相后加于右腿上。
对于共模信号而言，这是并联电压负反馈，故使人体上的电压减小。
这部分电路的等效电路如图3-2所示。
图3-2右腿驱动电路的等效电路图3-2中匕加为加于人体上的共模电压。
单管放大电路仿真实验报告
单管放大电路仿真实验报告实验目的：通过搭建单管放大电路并进行仿真实验，掌握单管放大电路的基本原理、电路参数与特性，以及使用仿真软件进行电路设计和分析的能力。
实验器材：电脑、仿真软件（如Multisim、Proteus等）、电源、电阻、电容、二极管、NPN型晶体管、示波器等。
实验原理：共发射极放大模式是指输入信号与晶体管的发射极之间相连，通过控制基极电压来控制管中的电流，从而实现放大作用。
在这种模式下，晶体管的电压放大倍数为低阻输入电阻和高阻输出电阻之商。
共集极放大模式是指输入信号与晶体管的集电极之间相连，通过控制基极电流来控制输出信号的幅度。
晶体管在该模式下的输入电阻很高，输出电阻很低，所以适合用于电压放大和阻抗匹配。
实验步骤：1.搭建共发射极放大模式的单管放大电路。
按照晶体管型号的参数表和电路要求，选择合适的电阻值、电容值和电源电压，并按照电路图进行连线。
2.通过仿真软件验证电路是否正确。
打开仿真软件，选择合适的元件连接到电路中，并设置电路参数。
然后运行仿真，观察输出波形和电流电压等参数。
3.测量并记录电路中各元件的电流、电压值。
使用示波器测量输入信号波形和输出信号波形，记录各点的幅度值。
4.通过仿真结果和实测数据，计算电路的增益、输入电阻、输出电阻、功率增益等参数。
并与理论值进行比较，分析误差原因。
5.调整电路参数，观察电路各项指标的变化，并进行比较分析。
实验结果：根据实验步骤进行操作后，我们得到了如下实验结果：1.得到了理论计算出的电路增益、输入电阻、输出电阻、功率增益等参数，并与仿真结果进行比较。
2.经过调整电路参数的实验，观察到电路中各项指标的变化，并进行了比较分析。
3.实测数据与仿真结果基本吻合，分析了误差产生的原因。
结论：通过单管放大电路的仿真实验，我们掌握了单管放大电路的基本原理、电路参数与特性，以及使用仿真软件进行电路设计和分析的能力。
我们发现，实验结果与理论计算值基本吻合，说明了我们所搭建的电路正确。
模拟电路实验报告 单级放大电路
内蒙古工业大学精品课程设计专题内蒙古工业大学信息工程学院课程学习报告课程名称：模拟电子技术班级：通信10-1 班姓名：董勇、袁祯祯、张宸成绩：指导教师：房建东0/ 61引言在实际生活中，我们经常会遇到一些关于放大的原理事。
例如用放大镜观察一些体积小的东西或是用显微镜观察一些微小的生物。
而在电学的领域中我们经常用放大电路来感知一些微小电信号的变化。
在我所设计的放大电路中包括了三极管、电阻、电容、直流电源和交流电源等等。
其中电阻分为偏执电阻和反馈电阻，电容分为隔直电容和旁路电容。
而后通过multisim 软件仿真的实现来使弱电压 放大电路对小信号的放大。
我通过学习《电路原理》、《模拟电子技术基础》等教科书，并深层次的研究了其中的电路接法及三极管的工作原理，以及上网搜索相关信息、文献，了解了影响放大电路的各种因素。
为了使电路简单，我以三极管的级联形式搭建我的放大电路，根据级联放大电路的性质：uN U u u A A A A ......**21这样就可使电路达到预期工作状态，从而达到我们所期望的结果。
弱电压放大电路设计与分析1、弱电压放大电路的框图如下：2、弱电压放大电路工作原理说明：（1）第一级共集放大电路是为了使输入电阻足够大。
（2）第二级和第三级放大电路是为了放大输入信号的幅值。
（3）第四级共集放大电路是为了使输出电阻足够小。
3、弱电压放大电路具体参数Ω=K R 151 Ω==K R R 532 Ω=K R 3.24 Ω=K R 1005 Ω==K R R L 56V V CC 12= 150321===βββ V V V BEQ BEQ 7.021== uF C 10=4、放大电路理论计算=++=)}//////)(1(//{121625i be be R R R R r R R βΩK 68=+++=)//////)(1()//////)(1(1216212161be be be u R R R R r R R R R A ββ9896.0=-=11121312)//////(be b be b u r I r R R R I A β37.6=-=1233u3//be i r R R A ）（β116.3=+++=）（）（L be L R R r R R A //)1(//)1(62262u4ββ0.994=++=253261////βR R r R R be OΩ485、实际电路6、仿真电路37、实际测量数据测量值输出端口电压源第一级第二级第三级第四级最大值140.478uV 139.014uV 5.079mV 604.485mV 588.382mV 最小值-139.652uV -136.377uV -5,.334mV -64.146mV 592.496mV 差值280.139uV 275.391uV 10.412mV 1.209V 1.181V8、数据分析第一级放大器输出的电压基本和电源电压相同，第二级输出电压具有放大功能，第三级输出电压具有放大功能，第四级放大器输出电压基本和第三级相同。
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昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告
（ 2013 —2014 学年 第 一 学期 ）
课程名称：现代医学电子仪器原理与设计 开课实验室：信自楼111 2012年11月28日
年级、专业、班 生医091 学号 200910407139 姓名 宝媛媛 成绩
实验项目名称 生物电放大电路仿真 指导教师
教师评语
教师签名：
年 月 日
一. 实验目的
1. 学会Protel99SE电路仿真软件的使用；
2. 仿真分析生物电放大电路；
3. 分析理解生物电放大电路高输入阻抗，共模抑制比的意义；
4. 分析理解生物电放大电路外围元件参数变化对放大电路（特别是共模抑制比）的影响。
二. 实验仪器、材料
计算机（PII以上），Protel99SE软件。
三. 实验内容及步骤
1). 在《医学电子仪器原理与设计》生物电放大器中选择如图一所示的差分放大电路，在Protel
Sim Library中选取LF353运算放大器进行该电路的仿真。
2). 在Protel 99se中新建原理图文件“fdq.Sch”。
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图一 生物电放大电路
3).打开原理图文件“fdq.Sch”，在左侧的Browes SCH中点击【Add/Remove】 ,选取Design Explorer 99
SE\Library\SCH\sim.ddb，点击Add加入sim仿真库（注意：在Protel中绘制仿真电路原理图时，必须
选取Sim library中的元器件，其它库中元器件无仿真模型不能进行仿真。）
4). 选择Sim library中的元器件连接如图一所示的生物电
放大器的仿真图。放大器LF353在“OpAmp.Lib”中寻找，
电阻和信号源在“Simulation Symbols”中寻找。
5）.选择【Simulate】/【Source】加入+ -12V电源。
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6）.在Protel中选取并编辑信号源V1、V2（10mV
100Hz）作为放大器输入信号源对电路进行仿真，并
且设置相应的参数如下图所示。
7).在放大电路中设置共模干扰V3为0mv
50Hz，（即没有共模干扰输入的情况），并设
置V3的参数如下图所示。
8）.设置仿真参数，仿真模式。
菜单：Simulate -> Setup；
General->Transient/Fourier
Analyses,并在此加入观察点网络标
号；Transient/Fourie -> 取消Always
Set Defaults,并设置Start Time,Stop TimeStep Time,Maximum step；
9).运行仿真，点击【Simulate】/【run】观查仿真结果。
10).在图一放大电路中加入共模干扰（50Hz 10mV）,观查输出波形有何变化。改变电阻参数（加入电阻
误差），观查输出波形有何变化。
四. 实验数据及分析
1.你所选用的运算放大器的各种参数指标（输入阻抗、放大倍数、共模抑制比等）？
选用的放大器为LF353，该放大器的输入阻抗Ri为1210，放大倍数为200倍，共模抑制比CMR
为86dB.
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2.在只加入差分信号时输入、输出波形，并根据仿真结果计算放大倍数（共模、差模）？并与理论计算
对比分析。
在图一所示的生物电放大电路中，设置共模幅值为0mv，差模输入信号为10mv、100Hz，输入输出
波形如下图所示：
提高差模信号的频率到1KHz，输入输出波形如下图所示：
此时只有差模信号，没有共模信号，故共模信号没有放大，从图中可以知道输出Uo=1.250v；输入
Ui1=Ui2=10.00mv，故差模放大倍数为：
1.2562.52*10.00odiuv
Aumv
理论计算：
3.加入共模干扰后输入、输出波形，并根据仿真结果计算放大倍数（共模、差模）？并与理论计算对比
分析。
设置共模输入信号为100mv、50H在，差模输入信号为10mv、1KHz，输入输出波形如下图所示：
由图中可以看出，在加入共模干扰后，输入出现抖动。
4.电阻加入误差后电阻阻值及相应输出波形（信号源为：差分信号+共模干扰），并计算放大倍数（共模、
差模）、共模抑制比？
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改变R7的组织，破坏电路的对称性，设置R7=500K，共模输入信号为100mv、50H在，差模输入信
号为10mv、1KHz，相应的输出波形如下图所示。
从图中可以看出，破坏了电路的对称性后，输出不再平稳，出现了一定幅度的变化。
5.在输入信号无参考地的情况下观查输出波形变化情况？
断开辅助放大器A3的输出端，使输入无参考地输出波形为杂乱的波形。
从图中可以看出，在无参考地时，输入几乎达到饱和状态，而U0几乎没有输出了。
五. 预习要求及思考题
1. 复习生物电放大电路的工作原理
由于生物电信号时强噪声背景干扰下的低频微弱信号，故首先必须将信号放大到所要求的强
度，才能对之进行各种处理、记录、显示。
对人体电现象测量时，通常要求在若干个测量点中队任意两点间的电位差做多种组合测量，
即对两点间的电位差进行放大，因此，生物电放大电路通常采用差动电路结构。
生物电放大器前置级一般要求：高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声、低漂移、抗干扰并且
设置有保护电路。
有源滤波器的设计，主要包括确定传递函数、选择电路结构、选择有源器件与计算无源元件
参数四个过程。
2. 学习Protel 99SE电路仿真。
1）.启动Protel 99se软件，选择主菜单区的【File】/【New】选项，建立MyDesign.ddb文件。
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2）.双击【Document】图标，执行菜单命令【File】/【New】，或者在空白处单击鼠标右键，选
择【New】，会出现如图所示的选择类型对话框。
3）.在上图所示的对话框中单击【Schematic Document】图标，双击该图标可以完成新的原理
图文件创建，如下图所示，默认的文件名为“sheet1.sch”，修改文件名为“fdq.Sch”。
4）.打开原理图管理浏览器。在工作窗口为原理图编辑器窗口的状态下，单击顶部的【 Browse
Sch】打开原理图管理浏览窗口，如图所示。选取Design Explorer 99 SE\Library\SCH\sim.ddb，
点击Add加入sim仿真库。
5）.选择sim仿真库里的原件，绘制原理图，并设置相应的参数，仿真调试即可。
3. 运算放大器中差分输入是如何实现的？
4. 你所选用的生物电放大电路的输入阻抗、共模抑制比、放大倍数（共模、差模）？
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由于 0222111251iiiiouuuuuuRRR
故总的差模放大倍数为： 12*11*555dddAAA
总的共模输出为：2123icicocdduuuAACMRRCMRR
因此得到共模增益为：1231111()occdicduAAuCMRRCMRRA
共模抑制比：13*dCMRRACMRR=11*86DB=11*19952.6=102.4DB
5. 分析生物电放大电路外围元件参数变化对放大电路的共模抑制比的影响？
答：生物放大电路中，外围元件（电阻）如果有误差，即破坏了电路的对称性，会使放大电路的
共模抑制比降低。
6. 右腿驱动电路的作用是什么？
答：右腿驱动电路的作用是减少移位电流和信号检测中的噪声。