三運(yùn)放數(shù)據(jù)放大仿真 報(bào)告

1、 I目錄TOC o 1-5 h z1課程設(shè)計(jì)的目的與作用1 HYPERLINK l bookmark0 1.1設(shè)計(jì)目的:主要任務(wù)及設(shè)計(jì)思想1 HYPERLINK l bookmark2 1.2設(shè)計(jì)作用：1 HYPERLINK l bookmark4 2設(shè)計(jì)任務(wù)、及所用multisim軟件環(huán)境介紹1 HYPERLINK l bookmark6 2.1設(shè)計(jì)任務(wù)：1 HYPERLINK l bookmark8 2Multisim軟件環(huán)境介紹：1 HYPERLINK l bookmark10 3電路模型的建立4 HYPERLINK l bookmark12 4理論分析及計(jì)算4 HYPERLINK l

2、bookmark14 5仿真結(jié)果分析5 HYPERLINK l bookmark16 6設(shè)計(jì)總結(jié)和體會(huì)6 HYPERLINK l bookmark18 7參考文獻(xiàn)6 1課程設(shè)計(jì)的目的與作用11設(shè)計(jì)目的:主要任務(wù)及設(shè)計(jì)思想根據(jù)設(shè)計(jì)要求完成對(duì)三運(yùn)放數(shù)據(jù)放大器的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)模擬電子技術(shù)的理解。了解放大器的工作原理，掌握外圍電路設(shè)計(jì)與主要性能參數(shù)的測(cè)試方法。根據(jù)課堂講授的內(nèi)容，使有機(jī)會(huì)做相應(yīng)的練習(xí)，同時(shí)培養(yǎng)較高的邏輯思維能力，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，對(duì)所學(xué)知識(shí)有更深刻的理解，對(duì)器件的內(nèi)部構(gòu)造認(rèn)識(shí)也更加深刻。并且學(xué)會(huì)使用電子課程設(shè)計(jì)重要軟件multism,通過(guò)對(duì)某些參數(shù)的測(cè)試與計(jì)算，使其對(duì)器件的作用使

3、用更為熟悉和靈活。1.2設(shè)計(jì)作用=三運(yùn)放數(shù)據(jù)放大器采集、精密儀器以及工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要組成部分，將傳感器輸出的微弱信號(hào)進(jìn)行放大。2設(shè)計(jì)任務(wù)、及所用multisim軟件環(huán)境介纟2.1設(shè)計(jì)任務(wù)：使學(xué)生初步了解和掌握三運(yùn)放數(shù)據(jù)放大器設(shè)計(jì)、調(diào)試過(guò)程，能進(jìn)一步鞏固課堂上學(xué)到的理論知識(shí)，了解三運(yùn)放數(shù)據(jù)放大器的工作原理。2.2Multisim軟件環(huán)境介紹:Multisim是美國(guó)國(guó)家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級(jí)的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語(yǔ)言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。此課程設(shè)計(jì)所用版本是Multisim10一、

4、Multisim10功能簡(jiǎn)介1、目前美國(guó)NI公司的EWB的包含有電路仿真設(shè)計(jì)的模塊Multisim、PCB設(shè)計(jì)軟件Ultiboard布線引擎Ultiroute及通信電路分析與設(shè)計(jì)模塊Commsim4個(gè)部分,能完成從電路的仿真設(shè)計(jì)到電路版圖生成的全過(guò)程。Multisim、UltiboardsUltiroute及Commsim4個(gè)部分相互獨(dú)立,可以分別使用。Multisim、Ultiboard、Ultiroute及Commsim4個(gè)部分有增強(qiáng)專業(yè)版（PowerProfessional）、專業(yè)版（Professional）、個(gè)人版（Personal）、教育版（Education）、學(xué)生版（Stude

5、nt）和演示版（Demo）等多個(gè)版本，各版本的功能和價(jià)格有著明顯的差異。2、NIMultisim10的元器件庫(kù)提供數(shù)千種電路元器件供實(shí)驗(yàn)選用，同時(shí)也可以新建或擴(kuò)充已有的元器件庫(kù)，而且建庫(kù)所需的元器件參數(shù)可以從生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品使用手冊(cè)中查到，因此也很方便的在工程設(shè)計(jì)中使用。3、NIMultisim10的虛擬測(cè)試儀器儀表種類齊全，有一般實(shí)驗(yàn)用的通用儀器，如萬(wàn)用表、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、雙蹤示波器、直流電源；而且還有一般實(shí)驗(yàn)室少有或沒(méi)有的儀器，如波特圖儀、字信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換器、失真儀、頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀等。4、NIMultisim10具有較為詳細(xì)的電路分析功能，可以完成電路的瞬態(tài)分析和穩(wěn)

6、態(tài)分析、時(shí)域和頻域分析、器件的線性和非線性分析、電路的噪聲分析和失真分析、離散傅里葉分析、電路零極點(diǎn)分析、交直流靈敏度分析等電路分析方法，以幫助設(shè)計(jì)人員分析電路的性能。5、NIMultisim10易學(xué)易用，便于電子信息、通信工程、自動(dòng)化、電氣控制類專業(yè)學(xué)生自學(xué)、便于開(kāi)展綜合性的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)，有利于培養(yǎng)綜合分析能力、開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新的能力。6、multisim的儀器庫(kù)存放有數(shù)字多用表、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、示波器、波特圖儀、字信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換儀、瓦特表、失真度分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀、頻譜分析儀11種儀器儀表可供使用，儀器儀表以圖標(biāo)方式存在。7multisim具有較強(qiáng)的分析功能,用鼠標(biāo)點(diǎn)擊Simul

7、ate（仿真）菜單中的Analysis（分析）菜單（Simulate-*Analysis）,可以彈出電路分析菜單。Multisim提供了完備的分析手段和分析功能：NIMultisim軟件結(jié)合了直觀的捕捉和功能強(qiáng)大的仿真，能夠快速、輕松、高效地對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。憑借NIMultisim,您可以立即創(chuàng)建具有完整組件庫(kù)的電路圖，并利用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SPICE模擬器模仿電路行為。借助專業(yè)的高級(jí)SPICE分析和虛擬儀器，您能在設(shè)計(jì)流程中提早對(duì)電路設(shè)計(jì)進(jìn)行的迅速驗(yàn)證，從而縮短建模循環(huán)。與NILabVIEW和SignalExpress軟件的集成，完善了具有強(qiáng)大技術(shù)的設(shè)計(jì)流程，從而能夠比較具有模擬數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)建模

8、測(cè)量。如圖2.1（1）菜單欄：與windows許多應(yīng)用程序一致，如file,edit,view,help等,（2）系統(tǒng)工具欄：菜單欄下面一欄的左邊部分，包括新建，打開(kāi)，保存，剪切，放大,縮小等按鈕。（3）設(shè)計(jì)工具欄：菜單欄下面一欄的右邊部分，有分層項(xiàng)目欄按鈕，數(shù)據(jù)庫(kù)管理按鈕,仿真按鈕等。（4）元件工具欄：提供了豐富的元器件，比如電源庫(kù)，二三極管庫(kù)，TEL器件庫(kù)，CMOS器件庫(kù)等等，供構(gòu)建電路時(shí)取用（5）儀表欄：由此取用虛擬儀器，如數(shù)字萬(wàn)用表，信號(hào)發(fā)生器等（6）使用中元件列表（7）仿真開(kāi)關(guān)（8）狀態(tài)欄Multisim界面圖2.1文件工碗工惡-元件工惡d：噸.隅2r5乂TXQ2EQGa99J鬲C：

9、毛自QSIQp曰1宅匕83型0口血Giw*-ifrJitGTxt*!.rk叵它飛：上.設(shè)計(jì)工興會(huì)-鳥(niǎo)57-ihi鼻D：2.ISA1-II“aIXD珂工sox*ocnMnUxe*|rfTTTT3電路模型的建立數(shù)據(jù)放大器是數(shù)據(jù)采集，精密測(cè)量以及工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的重要組成部分，通常用于將傳感器輸出的微弱信號(hào)進(jìn)行放大。對(duì)數(shù)據(jù)放大器的主要要求是高增益，高輸入電阻和高共模抑制比。圖3.1出示一種應(yīng)用比較廣泛的由三個(gè)運(yùn)放組成的通用數(shù)據(jù)放大器的原理圖。U1圖3.1三運(yùn)放數(shù)據(jù)放人器模擬電路圖4理論分析及計(jì)算理論分析及計(jì)算電路中的三個(gè)運(yùn)放都接成比例運(yùn)算電路的形式。電路包含兩個(gè)放大級(jí)，加、金組成第一級(jí)，二者均為

10、同相輸入方式，因而輸入電阻很高。由于電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱，因此漂移可以互相抵消。第二級(jí)的A3為差分輸入方式，將差分輸入轉(zhuǎn)換為單端輸出。在本電路中，要求兀件參數(shù)對(duì)稱，即R?二R3,R4二R5，二R7當(dāng)加上差模輸入電壓山時(shí)，加與力2的輸入電壓UI1和UI2大小相等，極性相反，且R2=R3,此時(shí)可認(rèn)為電阻R的中點(diǎn)電位保持不變，即在守處相當(dāng)于交流接地。%=(1+朋=(1+2欝)un(l)u02=(1+2UI2=(1+2箒)也(2)UQ1u02=(1+2約(U/j均2)(3)力3為差分輸入比例運(yùn)算電路，己知尺4=心，只6訳7則“0=-詈(w01一02)(4)5=0.1RX=2KQ時(shí)u0=-(1+2-)X0.1二-5.5V22Ui=0.2RX=2KQ時(shí)u0=-(1+2)X0.2二T1V22U!=0.1Rx=20KQ時(shí)u0二一(1+2券)X0.1二-IV11訐0.2Rx=20KQ時(shí)u二-(1+2籌)X0.2二-2V5仿真結(jié)果分析電壓表測(cè)試數(shù)據(jù)如表5.1所示:UX(V)Uo(V)RX=2KQRx=20KQ0.1-5.495-0.994240.2-10.995-1.994表5.1仿真電路電壓表測(cè)試數(shù)據(jù):X圖5.2模擬電路電壓表示數(shù)6