模拟电子技术课程设计报告

科技学院

模拟电子技术课程设计成果

院（系）:_电子信息工程学院_ 班级: 自普本2008－01

学生: 袁小敏学号: 2008440910 设计地点（单位）____ I404_ ____________

设计题目:_______________________________________

完成日期： 2010 年 7 月 9 日

指导教师评语: _______________________________________ ___________________________________________________________________________

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成绩(五级记分制):______ __________

教师签名:_________________________

一、设计任务和指标要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

二、设计框图及整机概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

三、各单元电路的设计方案及原理说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

四、仿真调试过程及结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

五、设计、安装及调试中的体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

六、对本次课程设计的意见及建议．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

七、参考资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

八、附录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11附件1 整机逻辑电路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11附件2 元器件清单．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

一 设计任务

设计时间：2010-7-5到2010-7-9

设计地点：I404

设计任务：设计一个由集成运放组成的测量放大器。

设计的性能指标：

（1）输入信号 Ui ，P-P=1mV 时，输出电压信号Uo,p-p=1V ；

（2）输入阻抗 Ri ＞1M Ω；

（3）频带宽度 BW=1HZ~1KHZ ；

（4）共模抑制比 KCMR ＞70dB

二 设计框图及整机概述

设计框图：

整机概述：

在测量放大器的输入端输入要测量的微弱信号，经过测量放大器的前端同相并联

差动放大器，在抑制共模信号输出的同时将差模信号放大并输入到下一级，在经

过测量放大器的放大部分将信号再一次放大。后经过由高通与低通串联构成的有

源滤波器进行滤波，选择频率在1到1000Hz 的波形进行检测。

三 各单元电路的设计方案及原理说明

1.测量放大电路

测量放大器由两个同相放大器和一

个差动放大器组成，如图1所示。该电路具有输入阻抗高，电压放大倍数容易调节，输出不包含共模信号等优点。 测量放大器的第一级由两个同相放大器采用并联方式，组成同相并联差动放大器，如图2所示。该电路的输入电阻很大。若不接R 时，该电路的差模输入电阻Rid ≈2ric 。共模输入电阻Ric ≈ric/2。

由于运放的共模输入电阻ric 很大，当接

入电阻R 后，由于R 小，则R 与Rid 或 图1 测量放大器电路

Ric 并联后，该电路的输入电阻就近似等于R 。

图2电路的差模电压放大倍数为：

12

010202121R R u u u A i u +=-=

由上式可知，改变R1的值就能改变电路的电压放大倍数。通常用一个电位器与

一个固定电阻串联来代替R1。这样调节电位器的值，就能改变电路的电压放大

倍数。

图2电路的优点是输入电阻很大，电压放大倍

数调节简单，适用于不接地的“浮动”负载。缺点是把共模信号按1：1的比例传送到输出端。测量放大器的第二级由运算放大器A3与电阻R3、R4、R5、Rw 一起组成基本差动放大器。如图3所示。 该电路的差模输入电阻： Rid=2R3。 共模输入电Ric=R3+R4。

差模电压放大倍数为：343

R R A uo =

因此图1测量放大器的输入阻抗由R 的值决定。 图2 同相并联差动放大

器

差模电压放大倍数为： 1 R4

341231221R R R R A A A uo uo uo ⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⋅=

2.带通电路图

要求设计一个有源二阶带通滤波器，指标要求为：

通带中心频率 Z H fo 500= ;

通带中心频率处的电压放大倍数：Au=1;

带宽：Z H f 1000=∆ 。

选用附录中图8电路。

F F F f C μμμ02.0)(500

10)(100===该电路的传输函数：

22)(o o

o uo

u s Q s s Q A s A ωωω++=

（20）

品质因数：

f f Q ∆=0

（21） 通带的中心角频率：

50021112123⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=πωR R C R o （22）

通带中心角频率

o ω处的电压放大倍数： 1213-=-=R R A uo （23） 30

2CR Q

=ω （24） 取

，

则： Ω⨯=⨯⨯-⨯⨯-=-=-36011092.155002)10(1002.010πωuo CA Q R

032ωC Q R =Ω⨯=⨯⨯⨯⨯=-36105.31850021002.0102π

Ω=-⨯⨯⨯⨯⨯=+=

-838)10102(50021002.010)2(26202πωuo A Q C Q R