运算放大器的电路仿真设计
multisim仿真反相比例放大器的电路
multisim仿真反相比例放大器的电路反相比例放大器是一种常用的放大电路，可以将输入信号的幅度放大到更高的水平。
在本文中，我们将使用Multisim软件来模拟和分析一个反相比例放大器的电路。
让我们来了解一下反相比例放大器的基本原理。
反相比例放大器由一个运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）和几个电阻构成。
Op-Amp是一种高增益、差分输入的电子放大器，它具有很多应用的潜力。
在反相比例放大器中，输入信号通过一个电阻连接到Op-Amp的负输入端，同时通过另一个电阻连接到Op-Amp的输出端。
输出信号则通过一个电阻连接到Op-Amp的负输入端，形成一个反馈回路。
通过调整输入电阻和反馈电阻的比例，可以实现对输入信号的放大或缩小。
在Multisim中，我们可以使用Op-Amp元件和电阻元件来建立一个反相比例放大器的电路。
首先，我们需要选择合适的Op-Amp元件，并将其拖放到工作区。
然后，我们需要添加电阻元件，并将它们连接到Op-Amp的合适引脚上。
在连接电路时，我们需要确保电阻的连接是正确的，以保证电路的正常工作。
在建立电路之后，我们可以通过设置输入信号的幅度和频率来模拟反相比例放大器的工作。
在Multisim的模拟设置中，我们可以设置输入信号的属性，如幅度、频率和波形类型。
通过观察输出信号的幅度和相位，我们可以了解到反相比例放大器对输入信号的放大效果。
除了模拟和分析电路的工作原理外，Multisim还提供了其他功能，如参数分析和频率响应分析。
通过参数分析，我们可以调整电路中的元件数值，并观察输出信号的变化。
通过频率响应分析，我们可以了解电路对不同频率信号的响应情况，从而优化电路的设计。
总的来说，Multisim是一款功能强大的仿真软件，可以帮助我们模拟和分析反相比例放大器的电路。
通过使用Multisim，我们可以更好地理解反相比例放大器的工作原理，并优化电路的设计。
运放的仿真与分析报告
运放的仿真与分析1.基本仿真流程(1)电路仿真界面：进入UNIX系统，按键“Ctrl+t”出现下图窗口：图1输入“icfb&”回车后出现下图窗口。
图2注：有关镜像的操作：图2中选择“Library Path Editor”出现下图窗口:图3左栏为文件名，右栏为路径；或者打开文件cds.lib 按下图编写文件图4图5File→New→Library(opam)→(New)Cell View进入电路图编辑界面，画相应的放大器电路，如下图图6(2)调用相关器件器件的调用操作：按快捷键“i”，选择library，以及相应的器件（nmos，pmos，res，cap等）注：模型名要与模型库中的相应名称相同。
打开模型库的.scs文件，查看模型名和器件的基本参数（,,t V ）：ox th// Models included in this release ://// Model Name Description// ----------- ----------------------------------------------------------------------// nmos_1p8 BSIM3v3 model for thin-gate (1.8V) NMOS transistor// pmos_1p8 BSIM3v3 model for thin-gate (1.8V) PMOS transistor// nmos_3p3 BSIM3v3 model for thick-gate (3.3V) NMOS transistor// pmos_3p3 BSIM3v3 model for thick-gate (3.3V) PMOS transistor// nmos_1p8_nat BSIM3v3 model for thin-gate (1.8V) Native NMOS transistor// nmos_3p3_nat BSIM3v3 model for thick-gate (3.3V) Native NMOS transistorsection nmos_1p8_tmodel nmos_1p8 bsim3v3 {0: type=n+ lmin=1.8e-007 lmax=3.5e-007 wmin=2.2e-007………………………………………………………….+ xw=0 tox=3.5e-009 toxm=3.5e-009…………………………………………………+ xpart=0 vth0=0.39851301 lvth0=1.1573677e-008…………………………………………………..+ cdscd=0 cit=0.0017786 u0=0.035597185………………………………….//***************************************************************************** section pmos_1p8_tmodel pmos_1p8 bsim3v3 { 0: type=p+ lmin=1.8e-007 lmax=3.5e-007 wmin=2.2e-007………………………………………………….+ xl=0 xw=0 tox=3.5554e-009…………………………………………….+ cgdo=3.051e-010 xpart=0 vth0=-0.39889023…………………………………………..+ u0=0.0078211697 lu0=1.2538533e-010 wu0=5.1065658e-010…………..…………………………….注：在sim.scs 文件中没有表示沟道调制效应的参数λ，因而需要测量计算： 修正后的漏电流为 2()(1)D n GS T DS i K v V v λ=-+图7如图可求出λ。
MOS放大电路设计仿真与实现实验报告
MOS放大电路设计仿真与实现实验报告实验报告：MOS放大电路设计、仿真与实现一、实验目的本实验的主要目的是通过设计、仿真和实现MOS放大电路来加深对MOSFET的理解，并熟悉模拟电路的设计过程。
二、实验原理MOSFET是一种主要由金属氧化物半导体场效应管构成的电流驱动元件。
与BJT相比，MOSFET具有输入阻抗高、功率损耗小、耐电压高、尺寸小等优点。
在MOS放大电路中，可以采用共源共源极放大电路、共栅共栅极放大电路等不同的电路结构。
三、实验步骤1.根据实验要求选择合适的电路结构，并计算所需材料参数（参考已知电流源和负载阻抗）。
2.选择合适的MOS管，并仿真验证其工作参数。
3.根据仿真结果确定电路的放大倍数、频率响应等。
4.根据电路需求，设计电流源电路和源极/栅极电路。
5.仿真整个电路的性能，并调整参数以优化电路性能。
6.根据仿真结果确定电路的工作参数，并进行电路的实现。
7.通过实验测量电路性能，验证仿真结果的正确性。
8.对实验结果进行分析，总结实验的过程和经验。
四、实验设备和材料1.计算机及电子仿真软件。
2.实验电路板。
3.集成电路元器件（MOSFET、电阻等）。
4.信号发生器。
5.示波器。
6.万用表等实验设备。
五、实验结果与分析通过仿真和实验，可以得到MOS放大电路的电压增益、输入输出阻抗、频率响应等参数。
根据实验结果，可以验证设计的合理性，并进行参数调整优化。
在实际应用中，MOS放大电路被广泛应用于音频放大器、功率放大器、运算放大器等场合。
因为MOSFET具有较大输入阻抗，所以MOS放大电路可以在输入端直接连接信号源，而不需要额外的输入电阻。
此外，MOS放大电路的功率损耗较小，适用于各种功率要求不同的应用场合。
六、实验心得通过设计、仿真和实现MOS放大电路的实验，我更加深入地理解了MOSFET的原理和应用。
在实验过程中，我通过不断调整电路参数和元器件选择，逐步提高了电路的性能。
通过与实验结果的对比，我发现仿真和实验结果基本吻合，验证了仿真的准确性。
运算放大器的设计与仿真-安超群
9、电源稳定性的判断，可以采用“巴克豪森判据”，即一个稳定的负反馈系 统需要满足的条件是在环路增益为 1时，反馈信号的相位变化小于180deg ；或当 反馈信号相位变化达到180deg 时，环路增益小于1。其数学表达式如下：
一个系统开环传递函数如果在右半平面存在极点，则系统是不稳定的。如果 只存在左半平面极点和零点，那么需要进一步在波特图中分析系统稳定性。
四、应用于DC-DC中的误差放大器
参考资料
模拟CMOS集成电路设计。毕查德.拉扎维。 模拟集成电路设计与仿真。何乐年。 CMOS模拟集成电路设计。P.E.Allen. 下载资料： CMOS运放性能参数仿真规范。 运放稳定性。 Frequency response.
谢 谢！
一、运放基础知识
? 几种常见的运放结构 ? 负反馈的基本原理 ? 运放性能指标参数
1.运放的基本结构
套筒式
折叠式
两级运放
2.负反馈基本原理
H(S)称为开环传输函数 Y(S)/X(S)称为闭环传输函数
T定义为环路增 益
增益误差是实际闭环增益与理想值偏差的百分数
例：图中的电路被设计成额定增益为 10，即1+R1/R2=10。要 求增益误差为1%，确定开环增益的最小值。
判断如下系统是否稳定？
两级运放的补偿 问题：为什么两级运放需要补偿？
密勒补偿原理：
控制零点的密勒补偿
测试原理图如下所示：
环路稳定性测试
环路增益，开环增益，闭环增益的关系？ 零极点的联系？
闭合速度稳定性检查法
如何估计零极点？
实例环路稳定性分析
开环 环路
闭环
由图可知，开环 GBW 必须小于闭环 的零点，才能保证环路的稳定性。
反相运算放大电路的仿真
实验一 反相运算放大电路的仿真姓名：谢朗 班级：电子信息工程112班 学号：7020911048 成绩：【实验目的】（1）熟悉并学会运用Multisim 软件，学会一些基本的仿真器件。
（2）学会运算放大器的工作原理，巩固运算放大器的知识。
【实验器材】（1）6只1K 电阻、1只10K 电阻、1只7.5K 电阻、1只20K 电阻。
（2）一个运算放大器、一个示波器、信号源（3）导线、1只1uF 电容【实验原理】一、理想运算放大器的基本特性（1） 开环增益A ud 等于无穷大。
（2） 输入阻抗无穷大。
（3） 输入阻抗等于0.（4） 带宽无穷大。
（5） v p =v n ,即虚短。
（6） i p =i n =0,即虚断。
二、反相比例放大电路1、基本电路电路如图所示，输入电压通过R1作用于运放的反相端，R2跨接在运放的输出端和反相端之间，同相端接地，由虚短和虚断的概念可知，通过R3的电流为零，所以反相输入端的电位接近于地电位，故称为虚地。
虚地的存在是反相放大电路在闭环工作状态下的重要特征。
2、反相端为虚地点，即v n =0，由虚断的概念可知，通过R1的电流等于通过R2的电流故有012i n nv v v v R R --=所以 R R v v A i u 120-== 上式表明，该电路的电压增益是电阻R1与R2的比值。
负号表明输出电压与输出电压相位相反。
3、输入电阻R iR i =R R v v i v i i i i 11== 三、反相积分电路电路假设电容器C 初始电压为0，根据虚断和虚短可知：010111I n I dt dt c c R dt RC v v v i v v -===-⎰⎰⎰上式表明，输出电压为输入电压对时间的积分，负号表示它们在相位上是相反的。
四、反相微分电路设t=0时，电容器的电压为0，当信号电压接入后，有101I In d C dtd R RCdt v i v v v i =-== 从而 0I d RC dt v v =-上式表明，输出电压正比于输入电压对时间的微商，负号表示它们在相位上是相反的。
运算放大电路试验报告
运算放大电路试验报告.docx实验报告课程名称:电子电路设计与仿真实验名称：集成运算放大器的运用班级：计算机18亨VrR输入电阻：Ri00输出电阻：Ro0同相比例放大电路仿真电路图电压输入输出波形图差动放大电路电路图差动放大电路仿真电路图五：实验步骤：1.反相比例运算电路(1)设计一个反相放大器，Au12V。
(2)输入f1kHz、ui100mV的正弦交流信号，测量相应的uo,并用示波器观察uo和ui的波形和相位关系，记录输入输出波形。
测量放大器实际放大倍数。
(3)保持ui30mV不变，测量放大的上截止频率，并在上截止频率，并在上截止频率点时在同一坐标系中记录输入输出信号的波形。
七：实验数据分析：1.在反相比例运算电路中当输入f1kHz、ui100mV的正弦交流信号时测得输入与输出反相，且放大倍数Au5,产生了误差应该主要是因为电路板上的电阻的标称值并不准确。
2.当ui等于30mV时测出上截止频率为219kHz,然而此时输入和输出的相位差已经不是180,原因应该是芯片中的电容元件在高频的情况下使得输出电压的相位产生了异于原来的改变。
3.在反相加法器电路的实验中，产生的输出波形基本上符合理论的预测，但是uo的直流分量稍小于ui1的两倍，这应该也是因为电阻的标称值不准，而且主要还是因为分压电路分出的电压并没有1V因为在分压电路上与1kQ并联的实验电路实际上让ui1小于1V4.在积分电路试验中，一开始输出波形有着很大的直流分量,到后来将Rf改为由1M改到20kQ解决了这个问题。
分析后发现应该是由于Rf 的支路上存在一个很小的电压，但是一旦Rf很大其两端就会产生一个很大的电位差，这就是uc（0）,也就是波形中的直流分量，因此减/J、Rf即可解决问题心得体会在做实验的时候发现一个小现象，就是发现直流电源不通时会得到完全不同的输出波形，只有接通是得到正确波形。
后来我仔细想了一下，应该是电路已经变了，这个时候就要换思路想了。
运算放大器的设计与仿真
运算放大器的设计与仿真设计要求：1.增益稳定性：运算放大器的增益应该能够在所需的频率范围内保持稳定。
2.输入阻抗：运算放大器应具备较高的输入阻抗，以减少对输入信号的干扰。
3.输出阻抗：运算放大器应具备较低的输出阻抗，以减小对外界负载的影响。
4.带宽：运算放大器应具备较宽的带宽，以满足对高频信号的放大需求。
5.稳定性：运算放大器应具备较高的稳定性，以避免产生自激振荡或输入偏移。
电路结构：差分输入级：差分输入级是运算放大器的核心部分，用于接受差分输入信号。
它由两个差分对组成，每个差分对由两个晶体管连接而成。
差分输入级的输入阻抗较高，能够减小对输入信号的干扰，提高共模抑制比。
共模放大级：共模放大级用于放大输入信号的共模部分。
它由一对电流镜电路和一个差分放大电路组成。
共模放大级的放大倍数影响运算放大器的共模抑制比和输入选择性。
输出级：输出级用于提供对外的放大信号。
它由输入级的晶体管、电源和输出级负载组成。
输出级应具备较低的输出阻抗，以便与外界负载匹配。
参数选择：参数选择是运算放大器设计的重要环节。
下面是几个常见参数的选择方法：增益：增益可以根据具体应用需求来设定。
一般来说，增益越高，对输入信号的放大效果越好，但也容易引入噪声和干扰。
带宽：带宽取决于应用的特定频率范围。
选择较高的带宽可以满足对高频信号的放大需求，但也可能引入频率抖动和畸变。
输入阻抗：输入阻抗应根据信号源的特性来选择。
如果信号源的输出阻抗较高，则需要选择较低的输入阻抗以保证信号传输。
输出阻抗：输出阻抗应根据负载的特性来选择。
如果负载的输入阻抗较高，则需要选择较低的输出阻抗以提供足够的电流输出。
稳定性：稳定性可以通过选择合适的电容和电阻来提高。
一般来说，通过增加补偿电容和添加反馈电阻可以提高运算放大器的稳定性。
仿真：对于运算放大器的设计，可以使用电子设计自动化软件进行仿真验证。
主要包括以下步骤：1.输入基本电路参数，如晶体管的参数、电源电压等。
vca821放大电路设计
vca821放大电路设计VCA821是一种常用的放大电路，它具有很多优点，能够满足各种应用的需求。
本文将介绍VCA821放大电路的设计原理和应用。
我们来了解一下VCA821放大电路的设计原理。
VCA821是一种电压控制放大器，可以通过控制输入电压来调节输出信号的放大倍数。
它采用了高性能的运算放大器作为核心元件，具有宽带、低噪声和高增益等优点。
通过调整反馈电阻和输入电阻的比例，可以实现不同的放大倍数。
在设计VCA821放大电路时，首先需要确定所需的放大倍数和带宽。
根据应用需求，选择合适的运算放大器和外部电阻，并进行电路连接。
接下来，进行电路的仿真和调试，确保电路的正常工作。
最后，进行电路的实际制作和测试，验证电路的性能和可靠性。
VCA821放大电路广泛应用于各种领域。
在音频领域，它可以用于音频信号的放大和控制，如音频放大器、音量控制器等。
在通信领域，它可以用于信号的放大和调节，如射频放大器、信号调理器等。
在仪器仪表领域，它可以用于信号的放大和检测，如示波器、信号发生器等。
此外，VCA821还可以应用于医疗设备、工业自动化等领域。
VCA821放大电路设计时需要考虑一些关键因素。
首先是电路的稳定性和可靠性，要保证电路能够正常工作并且长时间稳定。
其次是电路的线性度和失真，要尽量减小非线性和失真，提高信号的保真度。
再次是电路的功耗和效率，要在满足需求的前提下尽量减小功耗，提高电路的效率。
在设计VCA821放大电路时，还需要考虑一些常见问题和解决方法。
例如，输入电阻和反馈电阻的选择要合理，以保证电路的输入和输出特性。
此外，还需要注意电路的抗干扰能力，尽量减小外部干扰对电路的影响。
另外，还需要考虑电路的布局和散热，以保证电路的稳定性和可靠性。
VCA821是一种常用的放大电路，具有广泛的应用前景。
通过合理的设计和调试，可以实现各种应用需求。
在实际应用中，我们还可以根据具体情况进行电路的优化和改进，以提高电路的性能和可靠性。
multisim放大电路设计
multisim放大电路设计
在 Multisim 中设计放大电路可以通过以下步骤实现：
1. 打开 Multisim 软件并创建一个新的电路设计文件。
2. 在元件库中选择放大器元件，例如通用运算放大器（Operational Amplifier）。
3. 将所选的运算放大器放置在电路设计区域中。
你可以使用拖放功能将其移动到合适的位置。
4. 连接放大器的输入和输出引脚。
根据你的设计需求，将输入信号源连接到放大器的输入引脚，将负载（例如电阻或电容）连接到放大器的输出引脚。
5. 设置放大器的增益。
在放大器的属性对话框中，可以设置增益值。
根据你的需求，选择合适的增益倍数。
6. 添加其他元件（如果需要）。
根据你的设计要求，可能需要添加其他元件，如电阻、电容、电源等，以实现所需的放大电路功能。
7. 连接电路的电源。
根据你的设计，连接适当的电源到电路中的元件。
8. 进行仿真。
在 Multisim 中，你可以运行仿真来测试放大电路的性能。
通过观察输入和输出信号的波形，可以评估电路的放大效果。
9. 调整和优化。
根据仿真结果，你可以调整电路中的元件值或增益设置，以优化放大电路的性能。
10. 保存并导出设计。
完成设计后，保存电路文件，并根据需要导出为图像或其他格式。
以上是在 Multisim 中设计放大电路的基本步骤。
具体的设计过程可能因具体需求和电路要求而有所不同。
你可以根据自己的设计目标进行相应的调整和优化。
以实例说明进行电路仿真的详细步骤及注意事项
以实例说明进行电路仿真的详细步骤及注意事项进行电路仿真是电子工程学习和设计过程中常用的工具之一，它可以帮助工程师评估电路的性能，优化设计，并验证电路的可行性。
下面是进行电路仿真的详细步骤以及一些注意事项。
步骤1：定义电路首先，我们需要定义电路的拓扑结构和元件的参数。
这可以通过使用电路设计软件（如Cadence，Multisim等）来完成。
在这一步中，我们需要根据设计需求选择合适的元件并将其添加到设计环境中。
例如，如果我们要设计一个简单的放大器电路，我们需要添加一个放大器元件（如运算放大器）以及其他所需的被动元件（如电阻、电容等）。
步骤2：布局和连线在绘制电路之前，我们首先需要了解元件之间的正确连接。
这可以通过元件数据手册、电路原理图等方法来确定。
然后，我们可以在设计环境中布置各个元件，并使用导线来连接它们。
这一步可以帮助我们确定元件之间的关系，并为下一步的仿真做准备。
步骤3：设置仿真参数在进行仿真之前，我们需要为仿真设置参数。
这包括仿真的时间范围、仿真步长、仿真类型（如时域仿真、频域仿真等）以及其他相关参数。
通过选择合适的参数，我们可以获得所需的仿真结果。
步骤4：运行仿真一旦设置好参数，我们就可以运行仿真了。
仿真软件将根据所定义的电路和参数来模拟电路行为，并生成仿真结果。
这些结果可以是电流、电压、功率等的时间-域波形，或者是频谱分析结果。
步骤5：分析仿真结果在仿真运行结束后，我们需要对仿真结果进行分析。
这包括对电流、电压波形的观察，对频谱分析的评估等。
通过分析仿真结果，我们可以评估电路设计的性能，并进行优化。
步骤6：优化设计在对仿真结果进行分析后，我们可以确定电路设计的不足之处，并进行优化。
这可能涉及更改元件的参数值、改变电路结构等。
通过反复进行仿真和优化，我们可以逐步改进电路设计，直到满足所需的性能要求。
步骤7：再次运行仿真一旦进行了设计优化，我们需要再次运行仿真来验证优化后的设计。
这可以帮助我们确认设计的改进是否有效，并确定电路是否满足设计要求。
电工实验集成运算放大器应用电路仿真附数据处理及电路图
4.5 集成运算放大器应用电路的设计4.5.1实验目的1 .进一步理解集成运算放大器的工作特性及参数；2 .根据集成运算放大器的传输特性，设计信号运算和处理方面的电路；3 .学习集成运算放大器电路的综合设计、制作和调试方法。
4.5.2实验仪器与设备1 .电工电子综合实验台；2 .信号发生器；3 .数字示波器；4 .数字交流毫伏表；5 .数字万用表；6 .自选的元器件。
4.5.3实验原理实验采用双列直插式单运算放大器，芯片型号为LM741（μA741），其外形和引脚图如图4-3-2所示，符号图如图4-3-3，其中，2管脚为反相输入端，3管脚为同相输入端，4管脚为负电源端，接-12V 直流稳压电源，7管脚为正电源端，接+12V 直流稳压电源，6管脚为输出端，1和5管脚为外接调零电位器的两个端子，8管脚为空脚。
LM74112345876反相同相图4-3-2 LM741外形和引脚图 图4-3-3 LM741符号图4.5.4 实验内容本次实验采用集成运算放大器等基本器件完成各电路设计，要求集成运算放大器数量为一个，直流工作电压为±12V ，设计时需要考虑运放输入端电阻的平衡问题，。
1 .依据集成运算放大器的线性工作特性设计信号的运算电路。
（1）()O 122515u .u +.u =-（2）O 122515u .u .u =-（3）O 122515u .u +.u =(1)反相加法运算电路如图4-5-1所示，根据表4-5-1所设计的输入电压值进行理论计算，并将计算结果填入表中。
按照实验电路图4-5-1连接线路，电路的输入电压由直流信号源提供，用数字万用表直流电压挡测试相应的输出电压，并与理论值比较。
（写出所设计电阻的阻值,电路的输入和输出电压关系）图4-5-1 反相加法运算电路（2）按照（1）写。
运算放大器的电路仿真设计
运算放大器的电路仿真设计一、电路课程设计目的○1深入理解运算放大器电路模型，了解典型运算放大器的功能，并仿真实现它的功能；○2掌握理想运算放大器的特点及分析方法（主要运用节点电压法分析）；○3熟悉掌握Multisim软件。
二、实验原理说明（1）运算放大器是一种体积很小的集成电路元件，它包括输入端和输出端。
它的类型包括：反向比例放大器、加法器、积分器、微分器、电压跟随器、电源变换器等。
（2）（3）理想运放的特点：根据理想运放的特点,可以得到两条原则：（a）“虚断”：由于理想运放，故输入端口的电流约为零，可近似视为断路，称为“虚断”。
（b）“虚短”：由于理想运放A，，即两输入端间电压约为零，可近似视为短路，称为“虚短”。
已知下图，求输出电压。
理论分析：由题意可得：（列节点方程）011(1)822A U U +-=0111()0422B U U +-= A B U U =解得：三、 电路设计内容与步骤 如上图所示设计仿真电路。
仿真电路图：V18mVR11ΩR22ΩR32ΩR44ΩU2DC 10MOhm0.016V +-U3OPAMP_3T_VIRTUALU1DC 10MOhm0.011V +-根据电压表的读数，，与理论结果相同。
但在试验中，要注意把电压调成毫伏级别，否则结果误差会很大， 致结果没有任何意义。
如图所示，电压单位为伏时的仿真结果：V18 VR11ΩR22ΩR32ΩR44ΩU2DC 10MOhm6.458V +-U3OPAMP_3T_VIRTUALU1DC 10MOhm4.305V +-，与理论结果相差甚远。
四、 实验注意事项1）注意仿真中的运算放大器一般是上正下负，而我们常见的运放是上负下正，在仿真过程中要注意。
2）由于运算放大器的工作范围是有限的，因此，在仿真时要把Ua和Ub的范围在毫伏或者更小的单位内，使运放在其线性范围内工作，这样结果才会更准确。
五、电路课程设计总结通过本次试验，我验证了理想运算放大器在线性工作区内“虚短虚断”的性质，学会了用模拟软件对含理想运算放大器电路的分析，加深了对含理想运算放大器电路的理解。
实验五 运算放大器的仿真方法
增益带宽积GBW ：
◦ 随着频率的上升，A0会开始下降，A0下降至0dB 时的频率 即为 GBW；
相位裕度：
◦ 为保证运放工作的稳定性，当增益下降到0dB时，相位的移动应小 于180度，一般取余量应大于60度，即相位的移动应小于120度；
仿真开环增益的电路如下
Vin为幅度为1，相位为0 的交流信号。对电路进行 AC分析。 （From 1Hz to 10GHz by 100 point/dec)
转换速率（slew rate）、建立时间（setup time）的仿真 转换速率：运放输出电压对时间的变化率，在测试转换速率时，应取 最大变化率。 建立时间：表示大信号工作时运放性能的一个重要参数，是指运放接 成电压缓冲器结构。输入阶跃大信号（Vin），输出电压从开始响应 到稳定值为止的时间。稳定值的误差范围一般为0.1%Vin，建立时间 与运放的转换速率有关，又表示了其阻尼特性（与相位裕度有关）。 将运放连接为缓冲器结构，采用瞬态(TRAN)分析，分别给出输入为 小信号（<20mV）和大信号（>500mv）的瞬态响应曲线。并分别 说明其建立时间。
Vcc直流为3.3V，幅 度为1，相位为0。进 行AC分析
定义：输出阻抗是指运放闭环应用时的输出阻抗，如果把闭环系统作 为一个电压源来看，则输出阻抗即为该电压源的源电阻。 以跟随器为例说明输出阻抗的仿真方法：
对I3进行AC分析。 Vout的幅相频特性， 即为输出阻抗的幅相 频特性。
计算机学院 甘波
1、了解运放的各项指标。 2、掌握运放各项指标的仿真方法。
◦ Vcc=Vdd=3.3V
◦ 提示：进行仿真之前， 对该基本运放进行直 流扫描，确定工作点 是必要。
Hspice二级运放仿真设计
*ADM
将 vac=1V，这样得到的输出电压值就是增益值，方便观察。仿真得到的差模增 益和相位裕度如图所示。分别扫描了 100Mhz 和 1Ghz 情况下的波形如图 4.3 和 4.4。
图 4.3 100Mhz 带宽扫描差模增益和相位波形
图 4.4 1Ghz 带宽扫描差模增益和相位波形
为了得到准确的直流增益值，单位增益带宽和相位裕度值，通过以下两条语句： .measure ac GBW when vdb(out)=0 .measure ac VPW when vp(out)=-120 观察.lis 文件，发现直流增益为 80.4288dB，单位增益带宽为 52.036Mhz，相位裕 度为 65degree。
单位增益带宽：
(3.3)
GBW AO f d
偏置电流：
g m1 2Cc
(3.4)
2 IB 2 KPn (W / L)12 RB
根据系统失调电压：
(W / L)12 1 (W / L) 13
2
(3.5)
(W / L) 3 (W / L) 4 1 (W / L) 5 (W / L) 6 (W / L) 6 2 (W / L) 7
转换速率：
(3.6)
I I I SR min DS 5 , DS 7 DS 5 CL CC
相位补偿：
(3.7)
RC g m 6
(W / L) 6 (W / L)14
g (W / L)11 m6 1 (W / L)13 1.2 g m1
(3.8)
以上公式推导过程简略， 具体过程可参考相关专业书籍。 根据这些公式关系， 经过手算得到一个大致的器件参数如表2。 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 120/1 120/1 40/1 40/1 16/1 160/1 32/1 3.2/1 M9 M10 M11 M12 M13 M14 Cc RB
结合proteus8仿真,运算放大器理解与学习
结合proteus8仿真，运算放大器理解与学习初学运算放大器时，真是一知半解，完全搞不清楚啥是啥。
后来从事硬件工作后，运算放大器的应用非常广泛，所以结合Proteus8仿真软件重新整理了一下运算放大器基本电路的工作原理，并结合仿真结果对其进行分析。
在本文的学习中，不再对运算放大器进行废话连篇的“上至五千年回顾，下至八百年展望”套路表述，我们直接进入正题，有不足或不对之处，恳请批评指正，不胜感激！本文将从以下几个方面展开：一、运算放大器的结构和其两大特性（“虚短”“虚断”）；二、运算放大器基本电路原理分析和仿真结果；一、运算放大器的结构和其两大特性（“虚短”“虚断”）为理解方便和考虑初学时减少难度，在此不详细介绍运算放大器的内部结构，经典uA741运放内部结构简图如图1所示，放大器内部主要由三极管组成；电路符号如图2所示。
其经典之处是由于4、7引脚接入正负电源，即使没有负反馈（偏置电路）也可保证6引脚的输出电压不会被无限放大，以确保电路安全。
I+ U+I- U-图 1 uA741运放内部结构简图图 2 uA741电路符号正是由于其内部结构，才使得运算放大器有“虚短”和“虚断”两大特性。
理解这两点将对电路分析有至关重要的作用。
如图2中，“2”引脚为反相输入端，“3”引脚为同向输入端。
“虚断”是指输入阻抗（可理解为电阻）非常大，即从“2”“3”引脚输入的电流几乎为0（在下面的仿真中将会验证），“虚短”是指“2”“3”引脚之间几乎无压降，即如果暂时无法从内部电路图理解这两个特性也没关系，只要在我们电路分析时会正确运用即可。
二、运算放大器基本电路原理分析和仿真结果；拿到一个原理图，我们首先要判断是反向放大器还是同相放大器，判断的依据很简单，就是看信号是从同相端（“3”引脚）还是从反相端（“2”引脚）输入，从同相端输入，即为同相放大器。
根据以下几个仿真实例，认认真真的弄明白后，相信你就能基本掌握放大器基本电路原理和分析方法，即使以后遇到再复杂的电路都能迎刃而解。
一阶运算放大器电路
一阶运算放大器电路一、引言运算放大器，作为模拟电子电路的核心元件，广泛应用于各个领域。
一阶运算放大器电路作为运算放大器的基础结构，具有重要的理论和实践价值。
本文将从一阶运算放大器电路的原理、设计、仿真与测试、优化等方面进行全面阐述，以期为读者提供实用的参考。
二、一阶运算放大器电路的原理1.运算放大器的概念运算放大器，又称为模拟乘法器，是一种具有广泛应用的模拟电路。
它能够将两个输入信号的差值放大，并输出与输入信号幅度成比例的电压信号。
2.一阶运算放大器的工作原理一阶运算放大器，即单级运算放大器，是由一个输入级和一个输出级组成的。
输入级实现电压放大，输出级则负责将放大后的信号进行缓冲和输出。
在一阶运算放大器中，输入级的放大倍数远大于1，而输出级的放大倍数接近1。
3.运算放大器的应用领域运算放大器在信号放大、滤波、模拟计算等领域具有广泛的应用。
其中，一阶运算放大器电路作为基础模块，可以方便地搭建各类放大器和滤波器等电路。
三、一阶运算放大器电路的设计1.设计步骤和方法设计一阶运算放大器电路，首先需要确定电路的性能指标，如增益、带宽、输入和输出阻抗等。
然后，选择合适的运算放大器型号，根据电路性能指标计算电阻和电容的值。
最后，进行电路布局和焊接，完成电路设计。
2.电路元件的选择在设计一阶运算放大器电路时，应选择合适的电阻、电容和运算放大器。
电阻可以选择碳膜电阻或金属膜电阻，电容可以选择陶瓷电容或电解电容。
运算放大器应根据电路性能指标选择，如增益、带宽等。
3.设计实例解析以设计一个增益为10、带宽为100kHz的一阶运算放大器电路为例，可以选择一个增益带宽积大于100kHz的运算放大器，如OP07。
然后，根据电路性能指标计算电阻和电容的值，最后进行电路布局和焊接。
四、一阶运算放大器电路的仿真与测试1.电路仿真软件介绍电路仿真软件可以模拟电路的工作状态，预测电路性能。
常见的电路仿真软件有Multisim、PSPICE等。
运算放大器实验报告---修改版
模拟集成电路设计课程设计根据运算放大器设计要求(单位增益带宽、 相位裕量、 功耗等)，分析 CMOS 运算放大器的所有性能指标。
使用 Level one 模型进行手工计算，设计出所有器件的尺寸参数，然后，通过 Tspice 软件仿真验证，给出所有性能指标的仿真结果。
一、要求：1、开环直流增益 ≥ 80 dB2、单位增益带宽 ≥ 100KHz3、相位裕量 ≥ 50 degree4、负载电容 = 2 pF5、摆幅 [0.25*(VDD-VSS), 0.75*(VDD-VSS)]6、电源电压 5V二、原理分析 原理图：LV 1V 00000000000000V =5.0实验原理：电路选用二级米勒补偿，其中一级放大主要是放大增益，二级是放大摆幅，将电路分三部分来看左边：用直流电压为m1，m2提供偏置电压中间：m3，m4，m5，m6，m1一路选用差分放大电路作为一级放大 右边：m2，m7一路是提高输出摆幅电路部分 Cc 为补偿电容，而电感L 起稳压作用 为达到设计指标，对运算放大器的每个moS 管都要在饱和区工作，通过对原理图的小信号分析得到这种结构的增益为Gain = gm1×gm6/（gds2 + gds4）/（gds6 + gds7）表示，其中gds2 ， gds4， gds6 ， gds7，分别为M2，M4，M6，M7管的相关电导。
gm1,gm6分别M1、M6的跨导。
而输出电压摆幅为Vincm.max=Vdd-|V GS3|+Vthn ，Vincm.min=V od5-V GS1=V od5+V od1+Vthn1，其中Vod1、Vod5分别为M1和M5的过驱动电压。
21()(1)2D n ox GS TH DS WI C V V V Lμλ=-+2()112()()D m n oxGS TH DS GS THDDDSGS TH on n oxGS TH I W g C V V V L V V I L I V V V R WC V V Lμγλγμ=-==-∝-=-饱和饱和＝时三、设计步骤：1. 由已知的C L 并根据转换速率的要求（或功耗要求）选择I SS （I 9）的范围；2. 计算满足频率要求的R out 范围，否则，改变I SS ；3. 设计W 3/L 3（ W 4/L 4）、W 5/L 5（ W 6/L 6 ）满足上ICMR （或输出摆幅）要求；4. 设计W 2/L 2 、 W 7/L 7满足增益要求；满足下ICMR （或输出摆幅）要求；5. 若达不到设计要求，重复上述过程。
实验课7 全差分运放的仿真方法
CMOS模拟集成电路实验报告实验课7 全差分运放的仿真方法目标：1、了解全差分运放的各项指标2、掌握全差分运放各项指标的仿真方法,对全差分运放的各指标进行仿真，给出各指标的仿真结果。
本次实验课使用的全差分运放首先分析此电路图，全差分运算放大器是一种具有差分输入，差分输出结构的运算放大器。
其相对于单端输出的放大器具有一些优势：因为当前的工艺尺寸在减少，所以供电的电源电压越来越小，所以在供电电压很小的情况下，单端输出很难理想工作，为了电路有很大的信号摆幅，采用类似上图的全差分运算放大器，其主要由主放大器和共模反馈环路组成。
1、开环增益的仿真得到的仿真图为1.开环增益：首先开环增益计算方法是低频工作时(<200Hz) ，运放开环放大倍数；通过仿真图截点可知增益为73.3db。
2.增益带宽积：随着频率的增大，A0会开始下降，A0下降至0dB 时的频率即为GBW，所以截取其对应增益为0的点即可得到其增益带宽积为1.03GB。
3.相位裕度：其计算方法为增益为0的时候对应的VP的纵坐标，如图即为-118，则其相位裕度为-118+180=62，而为保证运放工作的稳定性，当增益下降到0dB 时，相位的移动应小于180 度，一般取余量应大于60度，即相位的移动应小于120 度；所以得到的符合要求。
在做以上仿真的时候，关键步骤在于设定VCMFB，为了得到大的增益，并且使相位裕度符合要求，一直在不停地改变VCMFB，最初只是0.93,0.94,0.95的变化，后来发现增益还是远远不能满足要求，只有精确到小数点后4为到5位才能得到大增益。
2.CMRR 的仿真分析此题可得共模抑制比定义为差分增益和共模增益的比值，它反映了一个放大器对于共模信号和共模噪声的抑制能力。
因此需要仿真共模增益和差分增益。
可以利用两个放大器，一个连成共模放大，一个连成差模放大，用图1仿真差分增益图1用图2仿真共模增益图2将两个仿真写在一个sp文件中可以得到如下结果：相角仿真因为CMRR 的相角为=Vp(V op,Von)-Vp(V o p)黄色的为Vp(Vo p)，红色的为Vp(V op,Von)，两者相减，得到CMRR 的相角的仿真图为，其中蓝线为CMRR的相角仿真图，其它两条为上面的线，将它们放在一起对比：CMRR的幅度仿真其CMRR 的幅值为=Vdb(V op,V on)-Vdb(V op)，蓝线为Vdb(V op,V on)，粉线为Vdb(V op)，两者相减得到绿线，即为CMRR的幅值特性曲线截取其在100HZ之前的增益值可得低频时增益为49.1db。
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运算放大器的电路仿真设计
一、电路课程设计目的
错误!深入理解运算放大器电路模型,了解典型运算放大器的功能,并仿真实现它的功能;
错误!掌握理想运算放大器的特点及分析方法(主要运用节点电压法分析）；
○3熟悉掌握Muｌtisiｍ软件。
二、实验原理说明
（1）运算放大器是一种体积很小的集成电路元件,它包括输入端和输出端。
它的类型包括:反向比例放大器、加法器、积分器、微分器、电
压跟随器、电源变换器等.
（2）
(３)理想运放的特点:根据理想运放的特点,可以得到两条原则：
(a）“虚断”:由于理想运放,故输入端口的电流约为零，可近似视为断路,称为“虚断”。
（b)“虚短”:由于理想运放Ａ,，即两输入端间电压约为零,可近似视为短路,称为“虚短”.
已知下图，求输出电压。
理论分析:
由题意可得:(列节点方程)
011(1)822A U U +-=
0111
()0422
B U U +-= A B U U =
解得:
三、 电路设计内容与步骤
如上图所示设计仿真电路.
仿真电路图：
V18mV
R11Ω
R22Ω
R32Ω
R44Ω
U2
DC 10MOhm
0.016
V +
-
U3
OPAMP_3T_VIRTUAL
U1
DC 10MOhm
0.011
V +
-
根据电压表的读数,，
与理论结果相同．
但在试验中，要注意把电压调成毫伏级别，否则结果误差会很大,
致结果没有任何意义。
如图所示,电压单位为伏时的仿真结
果:V18 V
R11Ω
R22Ω
R32Ω
R44Ω
U2
DC 10MOhm
6.458
V +
-
U3
OPAMP_3T_VIRTUAL
U1
DC 10MOhm
4.305
V +
-
，与理论结果相差甚远。
四、 实验注意事项
1)注意仿真中的运算放大器一般是上正下负,而我们常见的运放是上负下正,在仿真过程中要注意。
2)由于运算放大器的工作范围是有限的,因此,在仿真时要把Uａ和Ub的范围在毫伏或者更小的单位内，使运放在其线性范围内工作，这样结果才会更准确。
五、电路课程设计总结
通过本次试验，我验证了理想运算放大器在线性工作区内“虚短虚断”的性质，学会了用模拟软件对含理想运算放大器电路的分析，加深了对含理想运算放大器电路的理解。
在模拟中，我曾多次出错,得不到理想的结果，原因有:接线时没注意到理想放大器的正负极，电压源过大,超出理想放大器线性工作范围,问过老师后,我对自己的电路进行修改,得到理想的结果。