版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱:模擬電路 報(bào)告題目:測(cè)量放大器的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名:萬智亮 所在學(xué)院:信息科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí):電信 1202 學(xué)生學(xué)號(hào): 12430621817069 指導(dǎo)教師:劉曉秋2013 年 12 月 20 日?qǐng)?bào)告題目測(cè)量放大器的設(shè)計(jì)完成時(shí)間12/20學(xué)生姓名萬智亮專業(yè)電信班級(jí)1202指導(dǎo)教師劉曉秋職稱高級(jí)工程師總體設(shè)計(jì)要求和技術(shù)要點(diǎn)設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量放大器的設(shè)計(jì)電路,要求如下:輸入信號(hào)VI取自橋式測(cè)量電路的輸出。當(dāng)R= R>= F3= F4時(shí),V = 0。R>改變時(shí),產(chǎn)生 V的電壓信號(hào)。測(cè)量電路與放大器之間有1米長的連接線。a. 差模電壓放大倍數(shù) Avd=
2、 1500,可手動(dòng)調(diào)節(jié);b. 最大輸出電壓為土10V,非線性誤差< 0.5 %;5C.在輸入共模電壓+7.5V7.5V范圍內(nèi),共模抑制比 Kcmr>10 ;d. 在Avd= 500時(shí),輸出端噪聲電壓的峰峰值小于1V;e. 通頻帶010Hz ;f. 直流電壓放大器的差模輸入電阻2MW(可不測(cè)試,由電路設(shè)計(jì)予以保證)測(cè)量放大器系統(tǒng)組成的框圖如下圖所示。系統(tǒng)包括橋式電路、信號(hào)變換放大器電路,直流電壓放大器和直流穩(wěn)壓電源。函數(shù)發(fā)生器1口r復(fù)怏直濟(jì)穩(wěn)壓1歔大器電源1? +1 詞45V橋式電路直流電壓I米的屏蔽線K戰(zhàn)大器屏蔽層援地工作內(nèi)容及時(shí)間進(jìn)度安排第15周:周3-周5 :立題、論證方案設(shè)計(jì)
3、、分配元器、件第16周:周1-周3 :確定設(shè)計(jì)方案,完成框架設(shè)計(jì)。周4-周5 :樣品制作。第17周:周1-周3 :樣品修改、報(bào)告書寫、預(yù)答辯。 周4-周5 :驗(yàn)收答辯。課程設(shè)計(jì)成果1.與設(shè)計(jì)課時(shí)對(duì)應(yīng)的實(shí)物。2 課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。摘要放大器是能把輸入信號(hào)的電壓或功率放大的裝置,有電子管晶體管、電源 變壓器和其他電器元件組成。測(cè)量放大器的信號(hào)檢測(cè)的放大電路。用來放大微弱差值信號(hào)的高精度放大器。通常,測(cè)放大器多采用專用集成 塊來實(shí)現(xiàn),雖然有很高的精度,但不便于實(shí)現(xiàn)增益的預(yù)置于數(shù)字控制, 同時(shí)為了 提高共模抑制比,利用高增益運(yùn)放,設(shè)計(jì)一種具有高共模抑制比,高增益的測(cè)量 放大器,提高測(cè)量放大器的性能指標(biāo)
4、,通過對(duì)儀器的改造來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)測(cè)量放大器 及所用的穩(wěn)壓電源,滿足其輸入阻抗和共模抑制比及通頻帶的要求。測(cè)量放大器前級(jí)主要采用差分輸入,經(jīng)過雙端信號(hào)到單端信號(hào)的轉(zhuǎn)換,最終 經(jīng)比例放大進(jìn)行放大。關(guān)鍵詞:測(cè)量放大器 共模抑制比 集成運(yùn)放 電壓增益目錄一、概述 1二、方案設(shè)計(jì)與論證 12.1 方案一 22.2 方案二 32.3 方案三 4三、單元電路設(shè)計(jì)與分析 43.1 信號(hào)變換電路 43.2 電源電路的設(shè)計(jì) 43.3 .直流穩(wěn)壓電源的計(jì)算 53.4 .放大器的計(jì)算 6四、總原理圖及元器件清單74.1. 總原理圖 74.2. 元器件單 84.3. 學(xué)生情況統(tǒng)計(jì)表 9五、結(jié)論與心得 9六、參考文獻(xiàn) 9一、
5、概述測(cè)量放大器系統(tǒng)組成的框圖如下所示。系統(tǒng)包括信號(hào)變化放大器電路、直流 電壓放大器和直流穩(wěn)壓電源。測(cè)量放大器系統(tǒng)各個(gè)組成部分的作用和指標(biāo):信號(hào)變換放大器:把函數(shù)發(fā)生器單端輸出信號(hào)經(jīng)信號(hào)變換放大器變換為直流 電壓放大倍數(shù)的雙端輸入信號(hào)。直流電壓放大器:要求差動(dòng)輸入的直流電壓放大器,具有高的電壓差摸增益, 并具有低漂移、低噪聲輸出及高共模抑制比等特性。 測(cè)試差摸放大倍數(shù)、共模抑 放大倍數(shù)、共模抑制比、輸出噪聲電壓峰峰值、通頻帶。直流穩(wěn)壓電源:改電源由單向220V交流電壓供電,輸出正負(fù)15負(fù)的直流電 壓,作為整個(gè)系統(tǒng)的電源。二、方案設(shè)計(jì)與論證電路前級(jí)放大仍然采用差分式輸入的方式,采用雙端輸出,能有效
6、地提高共 模抑制比,然后再通過 A3進(jìn)行信號(hào)變化,將雙端輸入信號(hào)轉(zhuǎn)變成為單端輸出。 為提高電路的共模抑制能力 A1、A2、A3都是采用OP07節(jié)約成本,然后再接一級(jí) 比例放大,通過調(diào)節(jié)R15的阻值可改變整個(gè)電路的放大倍數(shù)。變換電路,將單線輸人信號(hào)分別經(jīng)過兩個(gè)運(yùn)算放大器. 一個(gè)接成跟隨器.另 一個(gè)接成反相比例放大器,這樣通過簡(jiǎn)單、基本的運(yùn)算放大電路就將單端輸入信 號(hào)變換成雙端輸出。2.1. 方案一如圖一所示, 利用一個(gè)放大器將雙端輸入信號(hào)變成單端輸出,然后通過 電阻與下一級(jí)反向比例運(yùn)算放大器進(jìn)行耦合, 放大器通過后一級(jí)的比例放大器獲 得,輸入到下一個(gè)比例運(yùn)算放大器中,但是其輸入阻抗低,共模抑制比
7、,失調(diào)電 壓和失調(diào)電流等參數(shù)容易受到放大器本身性能的限制不易進(jìn)一步提高,且無法抑制放大器本身的零漂及共模信號(hào)產(chǎn)生, 雖然電路十分簡(jiǎn)單,元器件少,但還是選 擇另一種方案。圖一運(yùn)算放大器2.2 .方案二采用比較通用的儀用放大器,如圖所示,由運(yùn)放 A1、A2按同向輸入法組成第一級(jí)差分放大電路。運(yùn)放 A3組成第二級(jí)差分放大電路。在第一級(jí)電路中, v1v2分別加到A1和A2的同向端,R1和R2組成的反饋網(wǎng)絡(luò),弓I入負(fù)反饋, 兩運(yùn)放A1、A2的兩輸入端形成短和虛斷,通過計(jì)算可以得到電路的電壓增益, 適當(dāng)?shù)倪x擇電阻的阻值即可實(shí)現(xiàn)放大倍數(shù)的改變,并且可以將R1用一個(gè)適當(dāng)阻值的電位器代替,通過調(diào)節(jié)電位器即可實(shí)現(xiàn)
8、對(duì)放大倍數(shù)的控制。但是通過電位器的阻值無法準(zhǔn)確獲得,因而放大倍數(shù)無法準(zhǔn)確得到,因而,不能采取此方案。圖二儀用放大器2.3 .方案三如圖三所示:電路前級(jí)放大仍然采用差分式輸入的方式, 采用雙端輸出,能 有效地提高抑制共模抑制比,并且由于電路的零漂的影響主要來自第一級(jí)放大, 因而第一級(jí)采用了差分式輸入的方式,就能有效地提高整個(gè)電路的共模抑制能 力。然后再通過A3進(jìn)行信號(hào)變化,將雙端輸入信號(hào)轉(zhuǎn)變成為單端輸出。為提高 電路的共模抑制能力,A3為節(jié)約成本采用OP07為提高其共模抑制能力以及精 準(zhǔn)度,為其加入了調(diào)零電路,并且為保證電路對(duì)稱,用固定電阻R6與可變電阻R7串聯(lián)后與R5進(jìn)行匹配,從而提高電路的對(duì)
9、稱性,減少溫度漂移的影響,然后 再接一級(jí)比例放大,通過調(diào)節(jié)R15的阻值可改變整個(gè)電路的放大倍數(shù)。 所以根據(jù) 以上原因,故實(shí)驗(yàn)采用本方案。圖三差分放大器112.4論證方案一電路其輸入阻抗低,共模抑制比,失調(diào)電壓和失調(diào)電流等參數(shù)容易受 到放大器本身性能的限制不易進(jìn)一步提高, 且無法抑制放大器本身的零漂及共模 信號(hào)產(chǎn)生,雖然電路十分簡(jiǎn)單,元器件少,所以不能采用該電路。方案二通過電 位器的阻值無法準(zhǔn)確獲得,因而放大倍數(shù)無法準(zhǔn)確得到,因而,不能采取此方案。 方案三為提高其共模抑制能力以及精準(zhǔn)度,為其加入了調(diào)零電路,并且為保證電路對(duì)稱,用固定電阻R6與可變電阻R7串聯(lián)后與R5進(jìn)行匹配,從而提高電路的 對(duì)稱
10、性,減少溫度漂移的影響,然后再接一級(jí)比例放大,通過調(diào)節(jié)R15的阻值可 改變整個(gè)電路的放大倍數(shù),所以根據(jù)以上原因,故實(shí)驗(yàn)采用方案三。三、單元電路的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1. 信號(hào)變換電路如圖四所示:將單線輸人信號(hào)分別經(jīng)過兩個(gè)運(yùn)算放大器,一個(gè)接成跟隨 器.另一個(gè)接成反相比例放大器,這樣通過簡(jiǎn)單、基本的運(yùn)算放大電路就將單端 輸入信號(hào)變換成雙端輸出。圖四 信號(hào)變換原理圖3.2. 電源電路的設(shè)計(jì)在能滿足實(shí)驗(yàn)要求的基礎(chǔ)上,盡可能簡(jiǎn)化電路,采用的是比較常用的穩(wěn)壓電源電路,主要利用兩個(gè)穩(wěn)壓芯片LM7815及LM7915產(chǎn)生所需要的土 15V的電壓輸 出,電源電路原理圖如圖五所示。穩(wěn)壓芯片LM7815的主要參數(shù):輸出電
11、流可達(dá)1A輸出電壓有:15V輸出晶體管SOA保護(hù) 7815極限值(Ta=25C)VI-輸入電壓(V0=518V)35V(VO=24V)40V相關(guān)引腳:1-輸入 INPUT 2- 地 GND3-輸出 OUTPUT穩(wěn)壓芯片LM7915的主要參數(shù)同上,但其輸出電壓有: 相關(guān)引腳:1-地 GND 2- 輸入 INPUTGND1 Input12. GND3. Ouiput-15V3-輸出 OUTPUT直流穩(wěn)壓電源,設(shè)計(jì)要求當(dāng)單相220V交流電壓供電時(shí)交流電壓變化范圍為 +10%-15% ,仍能正常工作,計(jì)算濾波電容值時(shí),應(yīng)考慮整流二極管、7815、 7915最小壓降Ud。輸出土 15V時(shí),設(shè)計(jì)輸出電流至
12、少達(dá)到 500 mA,在0.01 s內(nèi)電壓變化為 Umax=U X i 2 (1-15%)-U d-15=3.38VC= Q/ U=l.t/ U=0.5 X0.01/3.38=1478 尸其中U=18V(變壓器輸出的交流電壓),U為7815和7915的最小壓降,設(shè) 計(jì)取C=3300卩F (在實(shí)物上直接焊接3300卩F),在電源電壓比正常值小15%或 大10%時(shí),電路仍能滿足三端穩(wěn)壓器的最小壓降,沒有超出三端穩(wěn)壓器的耐壓 范圍。3.4.放大電路的計(jì)算第一級(jí)差模放大的電壓放大倍數(shù)的計(jì)算:由于運(yùn)放A A2均滿足虛斷和虛短,流入兩運(yùn)放的電流均可認(rèn)為是零,故有VA =Vh V b=V2Vr5= Vi1-
13、Vi2V5 /R5 =V>1-V02/(R 4 + R+F6)得到:V)1-Vo2=(R4+F5+F6)Vr5/R5=(R4+F5+F6)( VVi2)/ R運(yùn)放A3實(shí)際構(gòu)成求差電路,滿足:VO3=-R7(VO1-V O2)/R8運(yùn)放A4構(gòu)成反相比例器:VO=-R12VO3/R11 = R15R7(R4+R5+R6)( Vi1 -Vi2)/RnR8R5該電路最后的運(yùn)算放大倍數(shù):A v= R12R7(R4+R5+R6)/R11R8R5從上式子中可以看到通過調(diào)節(jié)R12的值即可實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量放大倍數(shù)的調(diào)節(jié),其 前級(jí)主要用于抑制共模信號(hào)及提高整個(gè)電路的輸入電阻,并不承擔(dān)主要的放大任務(wù),放大主要由最后
14、一級(jí)比例放大器來完成,因而在電阻的選擇上考慮到這方面 的因素,本設(shè)計(jì)的前級(jí)放大倍數(shù)A/1=-(R4+R+R) / R 5=-60最后一級(jí)放大倍數(shù)A/2=-R12/Rh而R12是一個(gè)500k的電位器,Rn為10k,故總的增益最高可達(dá)1000多倍,完全可 以滿足試驗(yàn)的基本要求。四、總原理圖及元器件清單4.1 .總原理圖如圖六所示為測(cè)量放大器的總原理圖:輸入信號(hào)V取自橋式測(cè)量電路的輸出當(dāng)Ri=R3 = R4時(shí),V= 0o R2改變時(shí),產(chǎn)生V。的電壓信號(hào),前置放大器米用差分式輸入,雙端輸出,經(jīng)過 A3進(jìn)行信號(hào)變換成單端輸出,然后再經(jīng)過最后一級(jí) 比例放大。VI丄圖六總原理圖42元器件清單材料清單及工具、
15、材料清單元器件清單元件名稱元件參數(shù)元件數(shù)量15V1個(gè)變壓器220V±1穩(wěn)壓器LM78151個(gè)穩(wěn)壓器LM79151個(gè)4個(gè)整流二極管1N4007運(yùn)算放大器O)P07CP6個(gè)4個(gè)電m器20KQ電阻10KQ12 個(gè)電阻1KQ2個(gè)電阻50KQ2個(gè)電阻匕>00KQ2個(gè)電阻100KQ2個(gè)電阻91KQ1個(gè)電容33pF4個(gè)電解電容3300 訴4個(gè)電容1nF2個(gè)二、工具及檢測(cè)儀器1. 焊接工具1套。2. 常用檢測(cè)儀器1套。如萬用表、示波器、信號(hào)發(fā)生器等。43學(xué)生情況統(tǒng)計(jì)表學(xué)生情況統(tǒng)計(jì)表序號(hào)姓名性別出生日期學(xué)號(hào)專業(yè)聯(lián)系電話備注1萬智亮男1994.0312430621817069電子信息工程15607
16、4849512王紅陽男1990.0912430623813634電子信息工程152748902243酉玲俐女1992.0812432923816050電子信息工、結(jié)論與心得通過本次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),讓我體會(huì)到了很多,一方面是理論知識(shí),課程設(shè)計(jì)不是 那么容易解決的,沒有一定的理論知識(shí),是很困難的,所以從中我收獲到了很多, 不僅從書本上的理論知識(shí)進(jìn)行了鞏固, 而且鍛煉了自己的動(dòng)手能力,讓我懂得首 先要對(duì)設(shè)計(jì)原理弄懂,才 能在設(shè)計(jì)方面游刃有如。我也從中加深了對(duì)差分放大器的各項(xiàng)指標(biāo)的理解與應(yīng)用,例如它的共摸抑制比,輸入輸出阻抗的大小。課程設(shè)計(jì)時(shí)間定在臨近期末的階段, 所以任務(wù)相當(dāng)重 的。一方面要準(zhǔn)備考試一方面要準(zhǔn)備課程設(shè)計(jì),每天都在忙碌著,也鍛煉了我們合理 利用時(shí)間的能力。在這次的課程設(shè)計(jì)中我遇到了不少的問題。這一方面是由于時(shí) 間比較緊,另一方面是由于對(duì)軟件和電路不是很熟悉,也說明電路的設(shè)計(jì)還有一 些問題。由于對(duì)于理論知識(shí)學(xué)習(xí)不夠扎實(shí), 只有自己動(dòng)手做過了,才能更貼切更深 刻的掌握所學(xué)的知識(shí),使自
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 集控室設(shè)備定期切換及試驗(yàn)制度
- 商務(wù)禮儀與跨文化交流制度
- 重點(diǎn)要害部位安全管理制度
- 金屬礦安全管理制度匯編
- 體育產(chǎn)業(yè)行政管理社會(huì)實(shí)踐報(bào)告范文
- 地方廣播社青少年教育計(jì)劃
- 中小學(xué)教育信息化2.0培訓(xùn)心得體會(huì)
- 建筑墻面鋁板施工技術(shù)措施
- 橋梁施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施
- 環(huán)保項(xiàng)目保密安全及文明施工措施
- 稱量與天平培訓(xùn)試題及答案
- 超全的超濾與納濾概述、基本理論和應(yīng)用
- 2020年醫(yī)師定期考核試題與答案(公衛(wèi)專業(yè))
- 2022年中國育齡女性生殖健康研究報(bào)告
- 各種靜脈置管固定方法
- 消防報(bào)審驗(yàn)收程序及表格
- 教育金規(guī)劃ppt課件
- 呼吸機(jī)波形分析及臨床應(yīng)用
- 常用緊固件選用指南
- 私人借款協(xié)議書新編整理版示范文本
- 自薦書(彩色封面)
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論