测量放大器的设计
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。
微弱光信号的光电探测放大电路的设计
微弱光信号的光电探测放大电路的设计对于各种微弱的被测量，例如弱光、弱磁、弱声、小位移、小电容、微流量、微压力、微振动和微温差等，一般都是通过相应的传感器将其转换为微电流或低电压，再经放大器放大其幅值以反映被测量的大小。
但是，由于被测量的信号很微弱，传感器的本底噪声、放大电路及测量仪器的固有噪声以及外界的干扰往往比有用信号的幅值大的多，同时，放大被测信号的过程也放大了噪声，而且必然还会附加一些额外的噪声，例如放大器的内部固有噪声和外部干扰的影响，因此，只有在有效地抑制噪声的条件下增大微弱信号的幅值，才能提取出有用信号。
本文针对检测微弱光信号的光电二极管放大电路，综合分析了其电路噪声、信号带宽及电路稳定性，在此基础上设计了一种低噪声光电信号放大电路，并给出电路参数选择方法。
1 基本电路光电二极管作为光探测器有两种应用模式如图1所示。
(1)光伏模式，如图1 (a)。
此时，光电二极管处于零偏置状态，不存在暗电流，低噪声，线性度好，因而适于精密领域。
本文就是以这种模式为例进行分析，实际应用中，这个电路一般还需在Rf上并联一个小电容Cs，从而使电路稳定。
(2)光导模式，如图1(b)。
这种模式需要给光电二极管加反向偏置电压，因而存在暗电流，产生噪声电流，同时因为非线性，一般应用在高速场合。
当光照射到光电二极管时，光电二极管产生一个与照明度成比例的微弱电流Ip，该电流流过跨接在放大器负输入端和输出端的反馈电阻Rf，将运算放大器视为理想放大器，根据理想运算放大器输入端的“虚断”特性，从而有E0=IpRf。
可以看出，光电二极管放大电路实际上是一个I／V转换电路。
这个电路看起来非常简单，只需一个反馈电阻，一个光电二极管和一个放大器便可实现。
从输出电压的线性表达式很容易推出，使反馈电阻Rf增大，将使得输出电压也成比例的增大。
经之前分析时，一般给出其典型值为100MΩ。
在下面的分析我们将看到，反馈电阻不但影响信号的带宽，而且影响整个电路噪声。
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。
基于FPGA的运算放大器参数测量系统设计
第２ ３期
。机械 与电子。
科技信息
基于 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ的运算放大器参数测量系统设计
黄 丽
（ 武汉铁路职业技术学院 ， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ２ ３ ）
【 摘 要】 文 中分析 了运 算放 大器的参数测量原理 ， 使用Ｆ Ｐ Ｇ Ａ作 为控制核心 ， 结合 Ｇ Ｂ ３ ４ ４ ２ — ８ ２规定的辅助 测量电路 ， 利 用程控 方式 实现 了集成运算放大器主要参数的测量。 【 关键词 】 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ ； 运算放 大器 ； 数字控制 ； 测量 系统
４ ） 共模抑制 比Ｋ 将开关 Ｓ １ 、 ｓ ３ 打开 ， ｓ ２ 、 ｓ ４ 断开得到测量 ｃ ａ路 。根 据电路近似得
到 ｚ ｏ ｌ ｇ （ ・ 警） 。
图 ２ 集成运 放参数测量 电路
２ ． ２ 其 它部分 电路设计 其它部分 电路包括模数转换器 、正弦信号产生模块 、 Ｌ Ｃ Ｄ显示 以 及键盘输入设计 ．模数转换器采用 Ｍ Ａ Ｘ Ｉ Ｍ公 司的 ８ 通道 １ ２ 位高精 ２ 设 计 实 现 度Ａ Ｄ转 换器件 Ｍ Ａ Ｘ １ ９ ７ ． 正 弦信号 产生模 块 采用 Ａ Ｄ公 司 的基 于 Ｄ Ｄ Ｓ 原理 的 Ａ Ｄ ９ ８ ５ １ 芯片实现 ． 此两款芯片设计 电路参考厂商 提供 的 ２ ． １ 集成运放参数测量电路模块设计 参考 电路即可 ， Ｌ Ｃ Ｄ显示 以及键盘输入采用常规电路设计。 集成运放参数测量 电路是整个 系统核心 ． 其主要 由待测运 放 ｕ １ 、 ２ ＿ ３ Ｆ Ｐ Ｇ Ａ控制部分软件设计 辅 助测试运放 ｕ ２ 、 反馈 电路 以及程控开关组成 ， 如图 ２ 所示。 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ控制部 分采用 Ａ ｌ ｔ ｅ ｒ ａ 公 司提供 的 Ｃ ｙ ｃ ｌ ｏ ｎ ｅ Ｖ Ｉ 系列芯 片 ． 由图可知 ： 主要 完成模数转换 芯片． Ｍ Ａ Ｘ １ ９ ７和正 弦信号产生模 块 Ａ Ｄ ９ ８ ５ １ 的时 １ ） 输入失调 电压 序控制 、 测量结果计算 、 Ｌ Ｃ Ｄ显示 和键盘输入驱动等功能 ， 程序语言使 将 开关 ｓ ｌ 、 ｓ ２ 、 ｓ ３ 、 Ｓ ４ 全部断开 ，图中直流电路通过 尺 和Ｒ ， 接成 用Ｖ ｅ ｒ ｉ ｌ ｏ ｇ 来完成 闭合环路。由于 毋 远大于 ” 则有 ‘ Ｖ Ｌ Ｏ Ｖ 为辅助运放 的 ３ 结论 输出电压 通过键盘选择设定测 试参数 ． 可 以直接通 Ｌ Ｃ Ｄ看得测量结果 ． 如 ２ ） 输入失 调电流 ， 肿 表 １ 所示 的 测量结果与对应运放 的出厂参数基本一致 ， （ 下转第 １ １ ６ 页） 图１ 集成运放参数测试结构 图
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。
一种基于弱信号的精密测量放大器研究与设计
和道德体现的功能并未丧失 ，二者交错并存 ，时有起伏 。这种状 况 自 西周中期至春秋 时期 ，数百年 间维持 不坠 ，而且在政治 、文化 、社 会
春秋社会 的礼乐传统虽然 潜移默化 地影 响着多数人 的言行 举止 ， 但不可否认违礼僭礼现象有增无减 ，诸如楚王 问鼎、晋 文公 请隧的僭 礼行为都已成 为不可磨灭的历史印记。《 左传 ・ 宣公三年》记载 ：“ 楚 子伐陆浑之戎 ，遂至于洛 ，观兵于周疆。周定王使王孙 满劳楚子 ，楚 子 问 鼎 之 大 小轻 重 焉 。 楚 庄 王故 意 在 洛 邑 附 近 阅 兵 ，显 示 楚 国 的 强 ” 大 ，向周王室挑衅 。鼎是 国家最高权力 的象征 ，除天 子之外其他人不 能过问。楚庄王问鼎 的大小轻重 。明显是对天子 的不尊 ，是对周礼 的 蔑视 ，暴露出楚庄王 觊觎周天子之位的野 心。《 左传 － 僖公二十血 年》 记载 ：“ 戊午 ，晋侯朝王 ，王飨醴，命之宥 。请隧 ，弗许 ，曰：‘ 王章 也 。未有代德而有二 王，亦叔父之所恶也。 隧礼是天子葬礼所用 的 … 规格 ，晋文公请求 隧礼是对天子礼制 的僭越 。无怪乎 晋文公虽救驾 有
间。 ”可见 ，春秋与战国在 礼制 运用上迥然不 同，不 能用 “ 礼乐崩坏” 概而论之 。礼乐崩坏是一个渐进的过程 ，从整体上看春秋社会对 “ 宗周 礼 乐 ” 传 统保 持 相 对 完整 。至 少 是在 春 秋前 期 ，整个 社 会 仍 然在 宗 法 制 度与礼乐传统的整体氛围下得到一种政治认同与思想整合 。 通过上文 的分析 ，我们厘清了春秋社会 的礼乐 风貌 ，违礼僭 礼是 历史前进 的必 然结果 ，但 是春 秋社 会 的主流 思潮仍 然 以尊礼 重礼 为 本 ，偶尔 出现 的僭越礼法行为犹如一篇华丽乐章 里的几丝乱 弦，虽 然 音量有 限，却 因它们与主体音调的不谐调而被 放大 、夸张。宗周礼 乐 为春秋 时人继续沿用 ，礼乐崩坏偶 有显现 ，直 至战国之时 ，周礼 才被
基于LM324的信号产生及测量电路设计
基于LM324的信号产生及测量电路设计一、引言信号产生和测量是电子技术中非常重要的基础工作，它涉及到各种测量仪器和电路设计。
本文将基于LM324运算放大器，设计一种信号产生和测量电路，用于产生和测量模拟信号。
二、电路设计LM324是一种低功耗、低噪声、高精度的运算放大器，具有四个独立的运算放大器，适用于广泛的应用场景。
下面将详细介绍基于LM324的信号产生和测量电路的设计。
1.信号产生电路2.信号测量电路三、电路参数设计在设计电路时，需要根据应用需求来选择电路参数，下面我们以设计一个信号产生频率为10kHz，幅度为0~5V的信号为例，对电路参数进行设计。
1.信号产生电路参数设计为了产生10kHz的正弦波信号，我们需要确定RC网络的参数。
根据频率选择RC网络的截止频率，一般选择截止频率为信号频率的十倍。
所以，我们可以选择截止频率为100kHz，那么RC网络的时间常数τ=T=1/(2πf)=1/(2π*100kHz)。
对于滤波器的幅度控制输入Vc的设计，我们可以选择一个可调电阻(R2)和一个固定电阻(R3)形成电压分压。
根据电路需求，我们选择Vc的范围为0~5V，那么R2和R3的比值为R2/R3=Vc_max/(Vin-Vc_max)=5V/(12V-5V)=0.6252.信号测量电路参数设计为了测量正弦波信号的频率和幅度，我们需要选择频率计和电压表的参数。
频率计的测量范围应该包含信号的频率范围，一般选择频率计的测量范围为信号频率的十倍，所以我们可以选择测量范围为100kHz。
电压表的选取应考虑到信号的最大值和分辨率，一般选择电压表的量程为信号最大值的两倍，所以我们可以选择电压表的量程为10V。
四、实验结果分析经过参数设计并实际搭建电路，我们可以测试信号的频率和幅度。
通过频率计和电压表的测量，我们可以得到信号的实际频率和幅度。
比较测量结果和设计参数，可以评估电路设计的准确性和性能。
同时，我们还可以通过改变信号源的控制电压Vc，观察信号的变化，验证电路的幅度调节功能。
心电信号检测放大器实验报告
心电信号检测放大器实验报告直流供电天津大学精密仪器与光电子工程学院2004级生物医学工程1班贾乾3004202314第一章前言心脏是人体血液循环系统中的重要器官，依靠它的节律性搏动，血液才能在闭锁的循环系统中不停地流动，使生命得以维持。
它的活动正常与否直接关系到人的生命安全。
人们不能凭着直观判断心脏健康与否，而是需要精确的仪器加以测量，通过对测得的心电波进行分析比较，最后做出诊断。
心电图典型波形如下图所示：心脏的生理功能与心电图存在着密切的有机联系，心脏生理功能失常许多可以从心电图中反映出来，这就是心电图为什么能得到广泛应用的原因，主要应用有：1．分析与鉴别各种心率失常。
2．一部分冠状循环功能障碍或急性所引起的心肌病变。
3．判断心脏药物治疗或其他疾病的药物治疗对心脏功能的影响。
4．指示心脏房室肥大情况，从而协助各种心脏疾病的诊断。
等等。
在国内外，关于心电图机的发展都经过了一段相当长的时间，目前对于心电图机的发展都经过了一段相当长的时间，目前对于心电图机的研制已经达到了一个相当高的水平。
尽管这样，在心电信号处理的方法和自动分析手段都存在着很多缺点，心电特征波形分析定位结果并不尽如人意，从理论上还有创新的余地。
第二章总体设计一．心电信号的基本特征：心电信号是一种较微弱的体表电信号，成年人的幅值约为0.5～4mV，频率在0.01~250Hz范围内，属于低频率，低幅值信号。
为了获得清晰而良好的心电波信号，中华人民共和国医药行业标准YY1139―2000对心电图机提出各种技术要求，主要有：1．输入阻抗单端输入阻抗不小于2.5MΩ。
2．输入回路电流各输入回路电流不大于0.1μA。
3．定标电压有1mV±5%的标准电压，用于对心电图机增益进行校准。
4．噪声水平所有折算到输入端的噪声应小于35μV。
5．频率特性幅度频率特性：以10Hz为基准，1Hz~75Hz（-3.0dB~+4.0dB）;6．抗干扰能力共模抑制比：KCMR>60dB以上。
电子课程设计报告(测速表、测量放大器)
北京工业大学电子课程设计报告学号：姓名：学院：电控学院专业：自动化指导教师：数电课设自行车速度表第一章设计要求设计任务根据车轮周长、辐条数和车轮转数等参考设计、调试完成一个进行车用速度表，要求具有根据不同的车型随时进行调整的功能，以保证速度表显示的正确。
1．显示数字为三位，精度为0.1公里，即（00.0-99.9公里）。
2．数码管要有小数点显示，即个位于十分位之间的小数点要亮起来。
3．标明你所设计的条件，（轮周长、辐条数等）。
给出根据不同车型进行调整的依据。
4．结构简单、所用器件尽量少、便于调整、成本低。
5．所用芯片、元件等在参考元器件范围内选择（实验室没有的需自行解决）。
一、设计参考方案通过测量在单位时间内通过红外光电传感器的轮辐数，折算出车轮走过的距离，即每秒通过多少根辐条等于1公里每小时的速度。
时速值按十进制由多位数码管显示。
假定车速为1公里/小时，那么车轮每秒走过的距离为100000厘米/3600秒≈27.8厘米/秒。
因测得的是每秒通过光电传感器的辐条数，故须将27.8厘米/秒化作多少根辐条/秒，两根辐条间的车周长=轮周长/辐条数。
对于每小时一公里的速度，相当于每秒通过的辐条数为27.8厘米/辐条间轮周长（即门控脉冲的频率），此数的倒数即为每通过一条辐条所需要的时间（秒）。
如果在此时间内通过1根辐条即表示速度为1公里/小时，数码管显示01.0，若通过20根辐条，则车速为20公里/小时，速度表（数码管）就显示20.0。
第二章设计与说明设计方案的选择根据分析，我们将测速仪分为四个模块：信号输入模块，锁存和复位模块，计数器驱动模块，显示模块。
信号输入模块由红外线传感器和施密特组成，红外线传感器用于产生信号，施密特用于波形整形。
此模块没有可选性。
计数器驱动模块用计数器CD4553和译码器CD4543或CD4511组成。
两者从功能上并无本质区别。
CD4553用于对输入信号基数，译码器用于驱动三位数码管。
晶体管放大器的设计与调测实验报告学生[1]
![晶体管放大器的设计与调测实验报告学生[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/73a875a8e109581b6bd97f19227916888586b963.png)
晶体管放大器的设计与调测实验报告(学生)[1]晶体管放大器的设计与调测实验报告一、实验目的1.学习和掌握晶体管放大器的基本原理和设计方法。
2.通过实际操作，掌握放大器的调测技巧和注意事项。
3.培养分析问题、解决问题的能力，提高实验技能。
二、实验原理晶体管放大器是利用晶体管的放大效应实现对输入信号进行放大的电子器件。
通过合理设计晶体管、电阻、电容等元件的参数，可以实现信号的线性放大、阻抗变换等功能。
根据放大器的工作频率、带宽、增益等性能指标，可以将其分为低频放大器、高频放大器、宽频带放大器等不同类型。
三、实验步骤1.确定放大器的性能指标：根据实验要求，确定放大器的增益、带宽、输出功率等性能指标。
2.选择合适的晶体管：根据性能指标和实际条件，选择合适的晶体管型号和规格。
3.设计电路：根据晶体管的特点和性能指标，设计合适的电路形式和元件参数。
4.搭建电路：按照设计好的电路图，搭建晶体管放大器电路。
5.调测电路：通过调整元件参数和观察波形，实现对放大器的调测和优化。
6.数据记录与分析：记录实验数据，分析误差原因，提出改进措施。
7.撰写实验报告：整理实验数据和结果，撰写实验报告。
四、实验结果与分析1.数据记录：在实验过程中记录了以下数据：输入信号幅度Vim=1mV，输入信号频率f=1kHz，晶体管放大器增益G=20dB，输出信号幅度Voc=2V，输出信号频率f=1kHz。
2.结果分析：通过对实验数据的分析，我们发现该晶体管放大器的增益为20dB，能够实现对输入信号的放大。
同时，输出信号的幅度和频率与输入信号相同，说明放大器具有较好的线性放大特性。
但是，实验中存在一定的误差，如温度变化、元件参数误差等，导致放大器的性能受到一定影响。
为了提高放大器的性能，可以采取以下措施：选用高品质的晶体管和元件；对元件进行精确测量和筛选；优化电路设计等。
五、结论与展望通过本次实验，我们了解了晶体管放大器的基本原理和设计方法，掌握了放大器的调测技巧和注意事项。
测量放大器实验报告
测量放大器实验报告一、系统功能及性能指标500~1A VD = V 10U 0±= f =0~10HZ ΩM R id 2≥id U =V V 5.7~5.7-+时，510>CMR K 500=VD A 时，噪声电压峰峰值< 1V电路类型：测量放大器二、实验目的本实验是学习测量放大器的设计方法和掌握测量放大器的调试方法。
其中，测量放大器称为仪表放大器或数据放大器，是对微信号进行测量，主要通过运用集成运放组成测量放大电路实现对微弱电压信号的放大，要求有较高的输入电阻来减少测量的误差和被测电路的影响。
通过实验，熟悉OP07的参数和应用，掌握电路设计调试的基本流程和方法，通过分析和计算完成实验的内容。
三、实验要求图（1）1、差模电压放大倍数500A=，可手动调节；1~VD2、最大输出电压为±10V，非线性误差< 0.5％；3、在输入共模电压+7.5V～－7.5V范围内，共模抑制5K；>10CMR4、在500=A时，输出端噪声电压的峰－峰值小于1V；VD4、通频带0～10Hz；5、直流电压放大器的差模输入电阻≥2MΩ（可不测试，由电路设计予以保证）。
四、方案论证在测量放大器的设计中，第一级应采用两个集成运放OP07同向并联接入，组成同相的差动放大器，因为这样可以增强共模抑制能力。
其中，要求两个运放的输入阻抗，共模抑制比，开环增益一致，这样才能保证具有差模和共模电阻大，还能保证使两运放的共模增益和失调及漂移产生的误差相互的抵消。
在第二级中，为了阻止共模信号的传递，差分放大电路在同向并联电路之后再接上一个OP07，从而使双端输出变成单端输出。
在输出端接一个电位器，使得电压放大倍数改变，实现放大倍数500A1~=可调，从而完成本实验的要求。
VD六、OP07芯片手册OP07简介：OP07芯片是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。
具有低失调、低漂移、低噪声、偏置电流小等优点。
带通功率放大器设计实验报告
带通功率放大器设计实验报告1.设计任务与要求（1）设计任务设计并制作能输出0.5W功率的话音放大电路。
该放大电路由带通滤波器和功率放大器构成。
（2）基本要求1)电路采用不超过12V单（或双）电源供电。
2)带通滤波器：通带为300~3.4Hz KHz，滤波器阶数不限，增益为20dB。
3)最大输出额定功率不小于0.5W，失真度10%<（示波器观察无明显失真），负载（喇叭）额定阻抗为8Ω。
4)功率放大器增益为26dB。
5)功率放大部分允许采用集成功放电路。
（3）测试要求1)测量滤波器的频率响应特性，给出上、下限截止频率、通带的增益；2)在示波器观察无明显失真情况下，测量最大输出功率；3)测量功率放大器的电压增益（负载：8Ω喇叭；信号频率：1kHz）；4)测量话音放大电路的输入阻抗（信号频率：1kHz）；2.电路设计过程（1） 带通滤波器根据题目要求，带通滤波器：通带为300~3.4Hz KHz ，增益为20dB ，因此选用一个二阶低通滤波和一个二阶高通滤波器组和实现要求。
通过FilterLab20软件模拟得到设计图：C3根据实际有的电阻、电容将设计图修改为：C3（2） 功率放大器根据题目要求，功率放大器增益为26dB 。
1020log 2620Au Au =⇒=参考386LM 芯片的参考说明书得到，20Au 时，的电路设计图为：LM386LM301AD3247651850 %R1键 = A 10kΩVCC6VC10.047uFR210kΩC2250uFXLV1Input3. Multisim 仿真结果带通滤波器运行得到的增益放大效果： 1） 增益最大时：当频率在1.011KHz 时，增益最大为19.811dB 。
2） 当增益为最大增益值减小3dB 时的频率：19.811316.8dB -≈模拟得到：得到，通带在296.7~3.394Hz KHz 之间。
300296.7100% 1.1%300-⨯=3.4 3.394100%0.176%3.4-⨯≈ 证明两边误差均小于10%，在误差范围的要求以内。
otl功率放大器实验报告
otl功率放大器实验报告OTL功率放大器实验报告引言：OTL功率放大器是一种特殊的功率放大器，它的输出级直接连接到负载，没有输出变压器。
这种设计可以减少功率放大器的尺寸和成本，同时提高效率。
本实验旨在通过搭建OTL功率放大器电路并进行测试，验证其性能和特点。
一、实验原理OTL功率放大器的工作原理基于晶体管的放大特性。
在电路中，输入信号经过前级放大后，经过功率放大级放大到足够的电平，然后通过输出级直接连接到负载。
由于没有输出变压器，OTL功率放大器可以实现更高的效率和更低的失真。
二、实验器材和电路图实验器材包括电源、信号发生器、示波器、电阻、电容、晶体管等。
电路图如下图所示：（此处插入OTL功率放大器电路图）三、实验步骤1. 按照电路图连接电路，确保连接正确无误。
2. 打开电源，调节电源电压和电流到合适的范围。
3. 调节信号发生器，输入合适的频率和幅度的正弦信号。
4. 使用示波器观察输入信号和输出信号的波形，并记录相关数据。
5. 改变输入信号的频率和幅度，观察输出信号的变化。
四、实验结果与分析通过实验观察和记录，我们得到了一系列的实验数据。
在不同的输入频率和幅度下，我们观察到输出信号的波形和幅度变化。
通过对数据的分析，我们可以得出以下结论：1. 输出波形的失真程度与输入信号的频率和幅度有关。
在低频和小幅度的情况下，输出波形基本保持原样。
随着输入频率和幅度的增加，输出波形开始出现失真，波形变得不规则，出现了畸变。
2. 输出信号的幅度受到电源电压和电流的限制。
当电源电压和电流较小时，输出信号的幅度也较小。
增加电源电压和电流可以提高输出信号的幅度，但是过高的电压和电流会导致晶体管过载。
3. OTL功率放大器的效率较高。
由于没有输出变压器的损耗，功率放大器的效率较传统的功率放大器更高。
通过实验测量，我们可以计算出功率放大器的效率，并与理论值进行比较。
五、实验总结通过本次实验，我们成功搭建了OTL功率放大器电路，并对其性能进行了测试和分析。
历届全国大学生电子设计竞赛试题
历届全国大学生电子设计竞赛试题第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目（1）简易数控直流电源（A题）（2）多路数据采集系统（B题）第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛题目（1）实用低频功率放大器（A题）（2）实用信号源的设计和制作（B题）（3）简易无线电遥控系统（C题）（4）简易电阻、电容和电感测试仪（D题）第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题目（1）直流稳压电源（A题）（2）简易数字频率计（B题）（3）水温控制系统（C题）（4）调幅扩播收音机（D题）第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛题目（1）测量放大器设计（A题）（2）数字式工频有效值多用表（B题）（3）频率特性测量仪设计（C题）（4）短波调频接收机设计（D题）（5）数字化语音存储与回放系统（E题）第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛题目（1）波形发生器（A题）（2）简易数字存储示波器（B题）（3）自动往返电动小汽车（C题）（4）高效率音频功率放大器（D题）（5）数据采集与传输系统（E题）（6）调频收音机（F题）第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目（1）电压控制LC振荡器（A题）（2）宽带放大器（B题）（3）低频数字式相位测量仪（C题）（4）简易逻辑分析仪（D题）（5）简易智能电动车（E题）（6）液体点滴速度监控装置（F题）第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛题目（1）正弦信号发生器（A题）（2）集成运放测试仪（B题）（3）简易频谱分析仪（C题）（4）单工无线呼叫系统（D题）（5）悬挂运动控制系统（E题）（6）数控恒流源（F题）（7）三相正弦波变频电源（G题）第八届（2007年）全国大学生电子设计竞赛题目（1）音频信号分析仪（八）【本科组】（2）无线识别（B）【本科组】（3）数字示波器（C）【本科组】（4）程控滤波器（D）【本科组】（5）开关稳压电源（E）【本科组】（6）电动车跷跷板（F）【本科组】（7）积分式直流数字电压表（G）【高职高专组】（8）信号发生器（三）【高职高专组】（9）可控放大器（D【高职高专组】（10）电动车跷跷板（J）【高职高专组】第九届（2009年）全国大学生电子设计竞赛题目（1）光伏并网发电模拟装置（A题）【本科组】（2）声音导引系统（B题）【本科组】（3）宽带直流放大器（C题）【本科组】（4）无线环境监测模拟装置（D题）【本科组】（5）电能收集充电㈱（E题）【本科组】（6）数字幅频均衡的功率放大器（F题）【本科组】（7）低频功率放大器（G题【高职高专组D（8）LED点阵书写显示屏（H题【高职高专组D （9）模拟路灯控制系统Q题【高职高专组】）。
集成运放同相放大器的带宽测量(设计与仿真)实验报告
集成运放同相放大器的带宽测量（设计与仿真）实验报告一、实验目的1、熟悉放大器幅频特性的测量方法。
2、掌握集成运算放大器的带宽与电压放大倍数的关系。
3、了解掌握Proteus 软件的基本操作与应用。
二、实验线路及原理1、实验原理（1）同相放大器同相放大器又称同相比例运算放大器，其基本形式如图2.1所示。
输入信号U i 经R 2加至集成运放的同相端。
R f 为反馈电阻，输出电压经R f 及R 1组成的分压电路，取R 1上的分压作为反馈信号加至运放的反相输入端，形成了深度的电压串联负反馈。
R 2为平衡电阻，其值为R 2=R 1//R f 。
电压放大倍数为R R U U A f i uf 101+==。
输出电压与输入电压相位相同，大小成比例关系。
比例系数（即电压放大倍数）等于1+R f /R 1,与运放本身的参数无关。
图2.1 同相放大器 图2.2 某放大电路的幅频特性（2）基本概念 1）带宽运放的带宽是表示运放能够处理交流小信号的能力。
运放的带宽简单来说就是用来衡量一个放大器能处理的信号的频率围，带宽越高，能处理的信号频率越高，高频特性就越好，否则信号就容易失真。
图2.2所示为某放大电路的幅频响应，中间一段是平坦的，即增益保持不变，称为中频区（也称通带区）。
在f L 和f H 两点增益分别下降3dB ，而在低于f L 和高于f H 的两个区域，增益随频率远离这两点而下降。
在输入信号幅值保持不变的条件下，增益下降3dB 的频率点，其输出功率约等于中频区输出功率的一半，通常称为半功率点。
一般把幅频响应的高、低两个半功率点间的频率定义为放大电路的带宽或通频带，即BW=f H -f L 。
式中f H 是频率响应的高端半功率点，也称为上限频率，而f L 则称为下限频率。
通常有f L <<f H ，故有BW≈f H 。
2）单位增益带宽运放的闭环增益为1倍条件下，将一个频率可变恒幅正弦小信号输入到运放的输入端，随着输入信号频率不断变大，输出信号增益将不断减小，当从运放的输出端测得闭环电压增益下降3db（或是相当于运放输入信号的0.707）时，所对应的信号频率乘以闭环放大倍数1所得的增益带宽积。
微电流测量电路设计
微电流测量电路设计一、微电流测量电路的基本原理在微电流测量电路中，通过对微弱电流信号进行放大，可以将微弱电流信号转换成较大的电压信号，然后再通过信号处理电路进行滤波和增益控制，最后输出到显示设备上。
二、微电流测量电路的设计1.选择合适的电流放大器在微电流测量电路中，选择合适的电流放大器是非常重要的。
电流放大器的放大倍数应能够满足实际测量要求，同时还要有良好的稳定性和低噪声特性。
常见的电流放大器包括电流放大器IC、差分放大器、运放等。
选择合适的放大器需要考虑放大倍数、功耗、噪声、带宽等因素。
2.降低噪声和干扰此外，可以采用屏蔽措施、滤波器以及差分放大器等技术手段来抑制干扰和噪声。
3.选择适当的滤波器滤波器的作用是对放大后的电流信号进行滤波，去除不需要的干扰信号和噪声。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
在微电流测量电路中，可以根据具体要求选择不同类型的滤波器，比如使用带通滤波器来提取特定频段的信号。
4.增益控制的实现在微电流测量电路中，增益控制是非常重要的功能。
通过调整放大器的增益，可以适应不同范围的微电流测量。
增益控制可以通过调节电压分压电阻、变阻器、放大器的增益设置等方式实现。
5.输出显示电路的设计最后，微电流测量电路的输出显示电路设计也很重要。
通常使用数字显示器、LED灯或模拟表等设备来显示测量结果。
输出显示电路应保证测量结果的准确性和稳定性，同时还需要具备与其他系统进行数据交互的能力。
三、总结通过合理的电路设计和技术手段，可以实现对微弱电流的准确测量和稳定显示，为科学研究和工程应用提供有力支持。
心电信号放大器设计
心电信号放大器设计一、设计用于检测人体心电信号的放大器，要求如下：1、输入阻抗≥10MΩ。
2、共模抑制比≥80dB。
3、电压放大倍数1000倍。
4、频带宽度为0.5Hz~100Hz。
5、放大器的等效输入噪声（包括50Hz交流干扰）≤200μV。
二、设计方案分析1、心电信号的特点及检测人体的各种生理参数如心电、脑电、肌电等生物电信号都是属于强噪声背景下微弱的低频信号，是由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号。
心电信号是人类最早研究并应用于临床医学的生物电信号之一，与其他生物电信号相比，该信号也比较容易检测同时具有直观的规律性。
一般人体心电信号的幅值约20μV~5mV，频带宽度为0.05Hz~100Hz，由于心电信号取自于活体，所以信号源内阻较高，且存在着较强的背景噪声和干扰。
在检测人体生物电信号时，需要采用所谓的生物电测量电极，又称引导电极来实现的，通过引导电极将生物电信号引入到放大器的输入端。
对于心电信号的检测，临床上为了统一和便于比较所获得心电信号波形，对测定心电信号（ECG）的电极和引线与放大器的联接方式有严格的统一规定，称之为心电图的导联系统。
目前国际上均采用标准导联，即将电极捆绑在手腕或脚腕的内侧面，并通过较长的屏蔽导线与心电放大器相连接。
标准导联有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。
其具体联接方法如图。
LAⅠ导联Ⅱ导联Ⅲ导联图1 标准导联联线方法2、心电信号放大器设计要求及组成根据心电信号的特点，对心电信号放大器的要求是高输入阻抗、高增益、高共模抑制比、低噪声、低漂移、合适的通频带宽度和输出较大的动态范围等。
典型的心电信号放大器的组成如图所示，主要有前置放大、高通滤波、低通滤波、50Hz陷波器、电压放大等电路。
图2 心电信号放大器组成框图三、 主要单元电路参考设计 1、 心电信号输入电极电极（导联）对心电信号放大器的质量影响很大，采用的电极应该具有贴附力强、透 气性好、吸汗、电极导电性能好、极化电压低的优质电极。
表面肌电信号检测电路的放大器设计与噪声分析
表面肌电信号检测电路的放大器设计与噪声分析对于表面肌电信号的检测电路来说，放大器的设计和噪声分析是非常重要的方面。
本文将介绍表面肌电信号检测电路放大器的设计原理和噪声分析方法。
我们将深入探讨这两个方面，并提供一些实际案例和技术指导，以帮助读者更好地理解和应用。
一、放大器设计放大器是表面肌电信号检测电路中的关键部件之一。
它的主要作用是将微弱的肌电信号放大到适合测量和分析的范围内。
在进行放大器设计时，我们需要考虑以下几个关键因素：1. 频率响应：表面肌电信号的频率范围一般在10Hz到500Hz之间。
放大器必须能够在这个频率范围内保持相对平坦的增益响应，以确保准确的信号放大。
2. 噪声特性：由于表面肌电信号是微弱的生物电信号，放大器必须具有很低的噪声水平。
低噪声放大器可以帮助提高信号的信噪比，从而更好地提取有用的生物电信号。
3. 输入阻抗：放大器的输入阻抗应该足够高，以确保信号源不被放大器本身的阻抗所影响。
一般来说，输入阻抗应该在100兆欧姆以上，以满足表面肌电信号检测的要求。
4. 输出阻抗：放大器的输出阻抗应该尽可能低，以便有效地传输信号和减少干扰引入。
基于以上要求，我们可以选择一些常用的放大器电路拓扑结构，如差分放大器、运放放大器等。
根据具体需求，我们可以做出适当的选择和调整。
在进行实际电路设计时，还需要注意电源噪声的抑制和电路的稳定性，以避免产生不必要的干扰和失真。
二、噪声分析噪声是表面肌电信号检测电路中的一个常见问题。
噪声可以来自各种各样的源，如电源、电路元件和环境。
因此，在进行噪声分析时，我们需要从源头入手，逐个分析和优化。
首先，电源噪声是一个重要的噪声源。
当设计电源供电电路时，我们应该选择低噪声的电源，例如线性稳压器或低噪声开关稳压器。
此外，还可以采用滤波电容和地线设计来有效地抑制电源噪声的传播。
其次，电路元件本身也会引入噪声。
例如，运放引入的噪声主要来自其输入电压噪声和电流噪声。
在选择运放时，我们应该注重其噪声指标，尽量选择低噪声的运放器件。
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测量放大器能够将微弱的电信号进行放大，在生活中应用也十分广泛，如在自动控制领域，往往需要用电压信号进行控制，也就必然离不开电压测量放大器，由于测量放大器应用十分广泛，因而现在已经有集成的测量放大器供使用了。
本次设计就是围绕测量放大器展开的，测量放大器主要是通过运用集成运放将所测量的信号进行不失真的放大，并且不对所测量的电路产生影响，这就是需要放大器有较高的输入电阻和较高的共模抑制比。
一、实验目的
学习测量放大器的设计方法，掌握测量放大器的调试方法。
二、实验要求
在许多测试场合，传感器输出的信号往往很微弱，而且伴随有很大的共模电压（包括干扰电压），一般对这种信号需要采用测量放大器。
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。
请设计一个测量放大器：
指标要求：
a.当输入信号峰峰值uip-p=1mV时，输出电压信号峰峰值
uop-p=1V。
b.输入阻抗：Ri>1MΩ
c. 频带宽度：Δf（-3dB）=1Hz~1kHz
d.共模抑制比：CMRR > 70dB
三、实验内容
1、前端后端放大电路设计与论证
测量放大器部分
(1)低噪声前端放大电路的设计 最初方案如图1。
本电路结构简单，输入阻抗较高，放大倍数可调，但是共模抑制比较小。
实测只达到104，所以我们放弃本方案，选择了第二个方案，如图2。
此电路的优点在于输入电压接在两个运放的同相端，输入阻抗高，共模抑制比大，可满足要求。
其中，直流信号的共模抑制比实测可达2.5×106，交流信号的共模抑制比可达 2×105。
由电路的对称性可知共模信号被有效地抑制，而差模信号放大了10 倍，从而提高了共模抑制比。
另外，温度在两个输入端引起的漂移是共模信号，对输出电压影响很小，无需另加补偿。
图1低噪声前置放大电路的设计
图2低噪声前置放大电路的设计
(2)程控增益放大部分:为了改变放大器的增益，一般有两条途径：一是改变反相端的输入电阻阻值，二是改变负反馈电阻阻值。
最终我们选择在负反馈网络上添加滑动变阻器来改变负反馈电阻阻值，从而改变放大器的增益。
最终我们在考虑方案二的基础上，并结合一些集成运放器的选择，我们前端放大器我们采取如下方案:
该电路实现|50|的放大增益
同理集成运放的放大特性，
可推出后端放大电路，其实现|20|倍的放大增益
这样便可以实现20*50=1000的放大增益2、总体电路图
3、主要电路的参数计算
（1）、放大倍数1000倍；
第一级差模放大倍数Av1计算如下：
-V i(-)) V02-V01=（1+2R2/R1)(V i
（+）
=(1+200/50)(V i(+)-V i(-))
=(1+200/50)(V i(+)-V i(-))
即差模增益Av1=5
第二级差模放大倍数Av2计算如下：
Av2=-R6/R4=-10
此级放大倍数Av2=-10
所以前端放大倍数Av=Av1×Av2=-50
同理可推出后端放大倍数
第三级差模放大倍数Av3计算如下：
Av3=1+R15/R12=4
第4级差模放大倍数Av4计算如下：
Av4=1+R14/R13=5;
其中R14调为40k
（2）、频带宽度：
第二级与第三级间加入二阶低通滤波器，根2*pi*fH=0.37/RC,其中fH=1kHz，可取值算出R、C
第三级与第四级加入二阶高通滤波器，对于二阶高通滤波器，由于其参数很难设定，我们可以先固定C=100nF，然后根据一阶高通滤波器的通带截止频率公式w。
=1/RC,大概得出R的值，再在这个值的基础上，不断改变R的值，并观察波特图仪，当波特图仪的下限达到1Hz时，即达到设定要求，这部分很难操作，必须要有足够耐心，最后得出R=4.3M。
根据低通的Wp=0.37/RC,我们可以近似推出高通的频带公式为Wp=1/（0.37RC）.
（3）、共模抑制比
共模抑制比主要由前端放大电路(第一第二级)的设计来决定。
在实际测量中，我们可以分别测量直流与交流情况下的共模抑制比，方法：在输入两端先输入若干差模信号，记下差模放大倍数，再输入若干共模信号，记下共模放大倍数，然后任取两值，即可算出共模抑制比。
在直流信号的共模抑制比实测可达2.5×106，交流信号的共模抑制比可达 2×105，从而达到了设计要求。
由电路的对称性可知共模信号被有效地抑制，而差模信号放大了10 倍，从而提高了共模抑制比。
另外，温度在两个输入端引起的漂移是共模信号，对输出电压影响很小，无需另加补偿。
（4）、输入阻抗
输入阻抗并不需要实际去测量，实际运用中，我们都采用同相输入，有利于提高输入阻抗，再加之TL084具有高输入阻抗，因此输入阻抗趋于无穷，肯定满足设计要求。
四、放大器性能测试
放大器性能测试：
输入信号加入0.1mv，100Hz的交流电源，示波器置双通道观察测量放大器的输入输出波形。
对于测量放大器放大倍数的测量，读出示波器双通道显示的输入输出信号波形的峰峰值，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：
在放大器的输出端加入波特图仪，通过观察波特图的幅度图可以得出放大器的同频带。
仿真图如下：由图我们可以看出放大器的放大倍数近似为100倍，频带宽度近似为1Hz~1KHz.
五、实验心得
本系统为一放大倍数1000的测量放大器，该放大器有前、后端高共模抑制比放大器两大模块组成。
较好地完成了设计要求，该设计最大的创新在于后端放大电路的设计，经测试后共模抑制比很高，但部分电路仍有待提高，指标也仍需改进。