三运放放大电路仿真
基于Multisim的三极管放大电路仿真分析
基于Multisim的三极管放大电路仿真分析来源:大比特半导体器件网引言放大电路是构成各种功能模拟电路的基本电路，能实现对模拟信号最基本的处理--放大，因此掌握基本的放大电路的分析对电子电路的学习起着至关重要的作用。
三极管放大电路是含有半导体器件三极管的放大电路，是构成各种实用放大电路的基础电路，是《模拟电子技术》课程中的重点内容。
在课程学习中，一再向学生强调，放大电路放大的对象是动态信号，但放大电路能进行放大的前提是必须设置合适的静态工作点，如果静态工作点不合适，输出的波形将会出现失真，这样的“放大”就毫无意义。
什么样的静态工作点是合适的静态工作点;电路中的参数对静态工作点及动态输出会产生怎样的影响;正常放大的输出波形与失真的输出波形有什么区别;这些问题单靠课堂上的推理及语言描述往往很难让学生有一个直观的认识。
在课堂教学中引入Multisim仿真技术，即时地以图形、数字或曲线的形式来显示那些难以通过语言、文字表达令人理解的现象及复杂的变化过程，有助于学生对电子电路中的各种现象形成直观的认识，加深学生对于电子电路本质的理解，提高课堂教学的效果。
实现在有限的课堂教学中，化简单抽象为具体形象，化枯燥乏味为生动有趣，充分调动学生的学习兴趣和自主性。
1 Multisim 10 简介Multisim 10 是美国国家仪器公司(NI公司)推出的功能强大的电子电路仿真设计软件，其集电路设计和功能测试于一体，为设计者提供了一个功能强大、仪器齐全的虚拟电子工作平台，设计者可以利用大量的虚拟电子元器件和仪器仪表，进行模拟电路、数字电路、单片机和射频电子线路的仿真和调试。
Multisim 10 的主窗口如同一个实际的电子实验台。
屏幕中央区域最大的窗口就是电路工作区，电路工作窗口两边是设计工具栏和仪器仪表栏。
设计工具栏存放着各种电子元器件，仪器仪表栏存放着各种测试仪器仪表，可从中方便地选择所需的各种电子元器件和测试仪器仪表在电路工作区连接成实验电路，并通过“仿真”菜单选择相应的仿真项目得到需要的仿真数据。
实验三 两级运放原理图设计及仿真
• 参考过程：
(1)选取电路结构； (2)确定工作点：由功耗、增益等要求选取各支路的工作电流； 如参考电路2:
g m 2 Cox (W / L ) I DS / 2 1 1 ro go I DS
压摆率：SR = M1过驱动电压 × 单位增益带宽 (3)确定MOS尺寸
(4)仿真验证
静态功耗≤5mW 电源电压:|1.8V|±10%; 工作温度范围 -20～80℃; 工艺：SMIC 0.18um CMOS
输出摆幅≥ ±1V;
失调≤ ±10mV; 噪声≤ 200(1kHz时);
参考电路1：
VDD M3 x iref vin1 M1 Vn Id5 M8 3 M5 M2 vin2 CL M7 y M4 M6
实验报告： 描述设计仿真过程；
描述参数估算过程； 描述性能参数仿真过程及结果，并进行分析；
• 设计指标要求：
开环增益≥60dB; 单位增益带宽≥50MHz; 摆率(Slew Rate)≥ 5V/us; 相位裕度≥50 ICMR ≥ ±0.8V; CMRR ≥50dB; PSRR ≥50dB;
实验三 两级CMOS运放的原理图设计及仿真
Hale Waihona Puke 验目的： 掌握采用cadence实现模拟IC原理图设计的方法； 掌握集成运算放大器设计的参数估算方法； 掌握集成运算放大器主要参数的仿真方法；
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()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。
放大电路电路仿真
放大电路电路仿真放大电路是电子电路中常见的一类电路，可以将输入信号放大到所需的幅度。
为了确保放大电路的正常工作和性能优越，通常需要进行电路仿真。
本文将介绍放大电路的电路仿真方法和步骤，以及一些常见的放大电路仿真软件。
一、电路仿真概述电路仿真是利用计算机软件模拟电路工作过程的一种方法。
通过电路仿真，可以分析电路的性能、工作波形、电压、电流等参数，以及对电路进行优化和改进。
在进行放大电路的电路仿真时，需要明确以下几个关键要点：1. 仿真软件选择：选择合适的电路仿真软件非常重要。
常用的电路仿真软件有Multisim、PSPICE、LTspice等。
2. 电路元件选择：根据设计需求选择合适的电路元件，如电阻、电容、二极管、晶体管等。
3. 电路拓扑结构：根据设计要求确定电路的拓扑结构，包括输入、输出端口、反馈网络等。
4. 电路参数设置：设置输入信号的幅度、频率，以及电源电压等参数。
二、电路仿真步骤下面是放大电路电路仿真的基本步骤：1. 电路搭建：打开仿真软件，在仿真界面上根据设计要求搭建放大电路的原理图。
将所需的电路元件拖放到原理图中，并根据连接关系进行连线。
2. 元件参数设置：根据设计要求设置电路元件的参数，如电阻值、电容值、晶体管型号等。
这些参数将直接影响到电路的性能和工作波形。
3. 信号源设置：设置输入信号源的幅度、频率等参数。
输入信号可以是正弦波、方波等。
4. 仿真分析设置：选择所需的仿真分析类型，如交流分析、直流分析、时域分析等。
根据需要选择相应的分析类型。
5. 仿真运行：点击仿真运行按钮，开始对放大电路进行仿真。
仿真软件将自动计算电路的各个参数，生成仿真结果。
6. 结果分析：根据仿真结果，分析电路的性能和工作波形。
观察输出信号的幅度、频率响应等参数，判断电路的放大效果。
7. 优化调整：根据仿真结果，对电路进行优化和调整。
可以尝试改变电路元件参数、拓扑结构等，以达到更好的放大效果。
三、常见的电路仿真软件以下是几款常见的放大电路仿真软件：1. Multisim：Multisim是一款功能强大的电路设计和仿真软件，支持电路搭建、参数设置、信号源设置等多种功能。
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。
基于三运放的仪表放大器的设计与制作
传感器与检测技术（信号检测部分）实验指导书检测与控制实验中心编著重庆邮电大学自动化学院检测与控制实验中心2015.3.27实验一、基于三运放的仪表放大器的设计与仿真一．实验目的：1掌握仪表放大器的结构原理：2熟练应用Proteus 仿真平台，设计电路原理图；并生成电路板图；3掌握基本焊接技术。
二．实训工具：Proteus 仿真平台三．三运放构成仪表放大器的原理：随着电子技术的飞速发展，运算放大电路也得到广泛的应用。
仪表放大器是一种精密差分电压放大器，它源于运算放大器, 且优于运算放大器。
仪表放大器把关键元件集成在放大器内部，其独特的结构使它具有高共模抑制比、高输入阻抗、低噪声、低线性误差、低失调漂移增益设置灵活和使用方便等特点, 使其在数据采集、传感器信号放大、高速信号调节、医疗仪器和高档音响设备等方面倍受青睐。
仪表放大器是一种具有差分输入和相对参考端单端输出的闭环增益组件，具有差分输入和相对参考端的单端输出。
与运算放大器不同之处是运算放大器的闭环增益是由反相输入端与输出端之间连接的外部电阻决定，而仪表放大器则使用与输入端隔离的内部反馈电阻网络。
仪表放大器的2 个差分输入端施加输入信号，其增益即可由内部预置，也可由用户通过引脚内部设置或者通过与输入信号隔离的外部增益电阻预置。
这个特殊的差动放大器，具有超高输入阻抗，极其良好的CMRR低输入偏移，低输出阻抗，能放大那些在共模电压下的信号。
2. 构成原理仪表放大器电路的典型结构如图1 所示。
它主要由两级差分放大器电路构成。
其中，运放A1, A2为同相差分输入方式，同相输入可以大幅度提高电路的输入阻抗，减小电路对微弱输入信号的衰减；差分输入可以使电路只对差模信号放大，而对共模输入信号只起跟随作用，使得送到后级的差模信号与共模信号的幅值之比（即共模抑制比CMRR得到提高。
这样在以运放A3为核心部件组成的差分放大电路中，在CMRR!求不变情况下，可明显降低对电阻R3和R4, Rf和R5的精度匹配要求，从而使仪表放大器电路比简单的差分放大电路具有更好的共模抑制能力。
三极管放大电路仿真——电子电路仿真
DXP 2004 电子CAD教程
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1.1.2 放置仿真元件 1.1.3 放置仿真源并设置参数
Protel DXP 2004 电子CAD教程
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1.2 进行三极管放大电路仿真
1.2.1 设置仿真类型和仿真参数 1.2.2 运行仿真 1.2.3 分析仿真结果
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1.1.1 仿真元件库
Protel进行电路仿真，要求原理图中的元件是具有仿真模型的仿真元件。 Protel中的Miscellaneous Devices.IntLib元件库中的通用元件一般都具有仿真模 型。Protel专用仿真元件存放在Altium2004\Library\Simulation库中，如仿真电路 中的电源、激励源位于Simulation Sources.IntLib库中。
1.6 思 考 题
1．电路仿真原理图与普通原理图的区别是什么？
2．简述电路仿真的步骤。
3．简述常用的仿真类型。
4．如何设置仿真类型和仿真参数？
5．如何分析仿真结果？
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Protel DXP 2004 电子CAD教程
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1.3 Protel仿真功能汇总
除了以上的直流工作点分析和瞬态分析外，Protel软件还提供以下仿 真功能，如图6-6所示：DC Sweep Analysis（直流扫描分析）、AC Small Signal Analysis（交流小信号分析）、Noise Analysis（噪声分 析）、 Pole-Zero Analysis（极点-零点分析）、 Transfer Function Analysis（传输特性分析）、Temperature Sweep（温度扫描分析）、 Parameter Sweep（参数扫描分析）、Monte Carlo Analysis（蒙特卡 洛分析）。
三运放高共模抑制比放大电路设计
三运放高共模抑制比放大电路设计学号： 4姓名： L 班级：专业：测控技术与仪器2015年7月2日目录一．设计目的二．设计材料三．设计原理3.1设计原理图3.2关于R7，R8，Rp作用3.3设计电路的相关计四．主要设计步骤.五．调试内容六．设计心得一、设计目的1.熟悉UA741cp运算放大器的性能和封装2.掌握三运放高共模抑制比放大电路的放大原理3.锻炼焊接技巧和整体布局能力二、设计材料UA741cp运算放大器(3个)、电阻100KΩ（6个）电阻20KΩ（2个）、最大阻值20KΩ电位器（2个）、面包板（一块）、导线若干、测控试验箱UA741cp运算放大器引脚图UA741cp有八个引脚其中: 1和5为偏置(调零端), 2为正向输入端, 3为反向输入端, 4接地, 6为输出, 7接电源 8空脚三、设计原理3.1三运放高共模抑制比放大电路原理图三运放高共模抑制比放大电路是由三个集成运算放大器组成，其中N1，N2,为两个性能一致（主要是指输入阻抗、共模抑制比和增益）的同相输入通用集成运算放大器，构成平衡对称（或称同相并联型）差动放大输入级，N3构成双端输入单端输出的输出级，用来进一步抑制N1，N2的的共模信号，并适应接地负载的需要。
3.2关于R7，R8，Rp的作用：在仪表类放大电路中，因为是差分输入，所以需要调零网络，即需要给定一个参考电压，这个参考电压作为一个偏移量累加到输出里面。
如集成仪表放大器ad623，有一个管教ref，外部可以接参考电压来调整输出大小。
而上图中的R7，R8，Rp应该也是这个作用，其中Rp应该远小于R7，R8来保证不怎么影响放大电路的增益，但是可调范围就没那么宽了。
其实还有一种调整零点的方法，即不使用R7，R8，Rp ，直接让R6接地改为R6后面接一个参考电压（即集成仪表放大器的调零网络）3.3设计电路的相关计算：由输入级电路可写出流过R1，R0和R2的电流IR 为： 012111222r R U U R U U R U U I i i o i i o -=-=-=； 由此可求得 201101o1)1(i i U R R U R R U -+=； 1022i 02o2R R -)U R R (1U i U +=； 于是，输入级的输出电压，即运算放大器N2与N1输出之差为： ))(1(12i 02112i O O U U R R R U U -++=- ； 其差模增益Kd 为： 0211212d 1R R R U U U U K i i o o ++=--= * 其输出与输入关系为： 3512i 0213512))(1()(R R U U R R R R R U U U i O O O -++=-= 可见，当N1，N2性能一致时，输入级的差动输出及其差模增益只与差模输入电压有关，而其共模输出、失调及漂移均在R0两端相互抵消，因此电路具有良好的抑制能力，同时不要求外部电阻匹配。
运算放大器电路仿真
模拟电子技术课程实践项目安排运算放大器的仿真分析与传输特性测绘[元件原理]in R →∞根据理想运放的特点，0R 0→，A →∞，可以得到以下两条规则。
（1）“虚断”：由于理想运放in R →∞，则0,0,a b i i ≈≈故输入端口的电流约为零，可近似视为断路，称为“虚断”。
（2）“虚短”：由于理想运放A →∞，0u 为有限量，则0u 0b b u u A -=≈，即两输入端间电压约等于零，可近似视为断路，称为“虚短”。
[仿真分析]1、 不同运算放大器的增益分析反向比例器：电压并联负反馈因为有负反馈，利用虚短和虚断，u + =0，u －=u +=0（虚地），电压放大倍数:1f i o R R u u A -==fo 1iR u R u -=同相比例器：电压串联负反馈因为有负反馈，利用虚短和虚断，u -= u += u i ，i 1=i f （虚断），电压放大倍数:1fi o 1R R u u A +==电压跟随器：因为有负反馈，利用虚短和虚断：u i =u += u -= u o 电压放大倍数A u =1foi 1i 0R u u R u -=-加法运算电路0==-+u u ，i 1 + i 2= i f ，f o 2i21i1R u R u R u -=+，)(i22f i11f o u R R u R R u +-= 若R 1 =R 2 =R , )(i2i1fo u u RR u +-=积分电路：Ru i i=∴虚地 t i C u u d 1C C O ⎰-=-= t u RC d 1i ⎰-=微分电路：u -= u += 0 ，dt du Ci i C =，C i i =，R i u -=O ，dtduRC u i o -=2、运算放大器传输特性测绘利用U（有效值）=30V的正弦波作为激励源测绘经过放大器的波形，可以发现波形最低和最高峰分别为-20V和+20V，当激励源电压回到0V附近时输出波形有一小段斜线下落，可以得出此运算放大器的传输特性为：其中Uo=20V。
MULTISIM仿真运放放大电路
MULTISIM仿真运放放大电路
一、3554BM参数：
VCC=18,VEE=-18,开环电压增益A=100000，
Ri=1e×10^+11Ω,Ro=20Ω。
在MULTISIM里，3554BM工作区只有线性区，而没有非线性区，电压放大无极限。
*只有线性区，无非线性区电路仿真如下：
直流扫描，v1参数变化范围0~5，则|V+ - V-|变化范围也是0~5。
仿真结果如下：
输出电压V2变化范围0~500000V。
很明显此放大器没有限幅。
二、同相放大电路仿真
multisim设计电路图:
输入电压v3=0.5v，闭环电压增益Au=1+R1/R2=100
仿真结果如下：
仿真结果显示：54.97V。
三、反相放大电路仿真
multisim设计电路图:
输入电压v3=0.5v，闭环电压增益Au=-R1/R2=50，仿真结果精确值应是25V。
由上图仿真结果可以看出，输出电压为-24.975v -25v。
四、求和电路
计算结果：输出电压V=-R1/R3×V2-R1/R2×V1=-7.5V, 由图知仿真结果：输出电压V=-7.497V。
五、电压跟随器。
三运放差分放大电路
三运放差分放大电路时间：2009-07-26 21:23:25 来源：资料室作者：三运放差分电路如图所示的同相并联三运放结构，这种结构可以较好地满足上面三条要求。
放大器的第I级主要用来提高整个放大电路的输入阻抗。
第II级采用差动电路用以提高共模抑制比。
图三运放差分放大电路电路中输入级由A3、A4两个同相输入运算放大器电路并联，再与A5差分输入串联的三运放差动放大电路构成，其中A1、A2是增加电路的输入阻抗。
电路优点：差模信号按差模增益放大，远高于共模成分（噪声）；决定增益的电阻（R1、Rp、R3）理论上对共模抑制比Kcmr没有影响，因此电阻的误差不重要。
三运放差分放大电路特点：1)高输入阻抗。
被提取的信号是不稳定的高内阻源的微弱信号，为了减少信号源内阻的影响，必须提高放大器输入阻抗。
一般情况下，信号源的内阻为100kΩ，则放大器的输入阻抗应大于1MΩ。
2)高共模抑制比CMRR。
信号工频干扰以及所测量的参数以外的作用的干扰，一般为共模干扰，前置级须采用CMRR高的差动放大形式，能减少共模干扰向差模干扰转化。
3)低噪声、低漂移。
主要作用是对信号源的影响小，拾取信号的能力强，以及能够使输出稳定。
电路对共模输入信号没有放大作用，共模电压增益接近于零。
这不仅与实际的共模输入有关，而且也与A3和A4的失调电压和漂移有关。
如果A3和A4有相等的漂移速率，且向同一方向漂移，那么漂移就作为共模信号出现，没有被放大，还能被第二级抑制。
这样对于A3和A4的漂移要求就会降低。
A3和A4前置放大级的差模增益要做得尽可能高，相比之下，第二级（A5）的漂移和共模误差就可以忽略，对放大器的要求就可以大大降低。
当R3=R4，R5=R6时，两级的总增益为两个差模增益的乘积，即：Avd=(（Rp+2R1）/Rp)(R6/R4)由此可知，上述电路具有输入阻抗高，共模抑制比高等优点，可作为通用仪用放大器使用。
三级管共射放大电路仿真
《三极管共射放大电路仿真》课程设计报告专业：电子信息科学与技术（测控方向）班级：2011级电子测控姓名：郑浩杰学号：1103623056指导教师：蒋俊华二0一三年六月十六日目录摘要 (4)一.课程设计目的 (4)二.实验原理图 (4)三.课程设计报告内容 (5)3.1直流工作点分析 (5)3.2直流特性扫描 (6)3.3交流分析 (7)3.4瞬态分析 (8)四．总结 (11)五参考文献 (11)摘要：随着电子测量的不断发展，三极管在集成电路中的应用极为广泛，对于三极管的特性也有着不同的需求，由于工艺等个方面的不同，晶体管的方大倍数也有区别。
本设计的目的是实现对这两类晶体管放大倍数的测定。
实验电路由电源电路、三极管类型判别电路、三级管放大倍数档位判断电路(利用电压比较器)、波形发生电路、选择电路和声响发生电路五部分构成。
旨在通过实验电路大致判断出三极管的型号以及放大倍数的大概范围，分别实现三极管类型判断、档位判断、电源电路设计等功能。
三极管共射放大电路的仿真一、课程设计目的1练习了解PSpice（Orcad）软件的使用，掌握PSpice中电路图的输入和编辑方法。
2.学习PSpice分析设置、仿真、波形查看的方法。
3.学习晶体管共射放大电路的仿真分析方法。
二. 实验原理图图2.1 晶体管共射放大电路测试电路三、课程设计报告内容3.1直流工作点分析（Bias point）（1）.直流工作点的分析设置（2）直流工作点仿真结果电路满足发射结正向偏置，集电结反向偏置。
根据电路中静态仿真的结果,可以看出Ube=2.21－1.573=0.637>Uon且Uce>=Ube,所以晶体管处于放大状态.3.2 直流特性扫描【DC SWEEP】对图2.1中的三级管q2n2222的参数放大倍数BF进行DC Sweep：对BF的值从10分析到250，自变量以线性增长，步长为10.参数设置如下图所示。
直流特性扫描设置（2）直流特性扫描结果3.3交流分析交流扫描：在Analysis type中选择AC Sweep/Noise,如下图所示，在扫描类型AC Sweep Type选项中选择对应的扫描类型，如下图所示，在设置分析的起始频率、终止频率及步长。
三运放仪表放大器的放大倍数分析
三运放仪表放大器的放大倍数分析（仪表放大器）是一种非常特殊的精密差分电压（放大器），它的主要特点是采用差分输入、具有很高的输入阻抗和共模抑制比，能够有效放大在共模电压干扰下的（信号）。
本文简单分析一下三运放仪表放大器的放大倍数。
一、放大倍数理论分析三运放仪表放大器的电路结构如下图所示，可以将整个电路分为两级：第一级为两个同相比例运算电路，第二级为差分运算电路。
1、第一级电路分析根据运放的虚短可以得到：同时根据虚断可以得到流经（电阻）R1、R2、R3的（电流）近似相等，记为I。
易知此时可以得到因此，第一级电路的电压放大倍数值得注意的是，该放大倍数为差（模电）压放大倍数。
当输入信号为共模信号时，因此，流经电阻R3的电流此时两个运放相当于两个电压跟随器，因此其共模增益为1。
根据上述分析可以得到：（1）输入端的两个同相比例运算电路可以提高整个电路的输入阻抗；（2）差模增益可调，共模增益始终为1，提高差模增益可以提高共模抑制比。
2、第二级电路分析假设R4=R5、R6=R7，此时根据差分放大电路的放大倍数计算公式可以得到第二级电路的差模放大倍数因此该仪表放大器的差模放大倍数二、（仿真）分析令电阻R1=20kΩ，R2=R3=R4=R5=R6=R7=10 kΩ，在电路的两端输入频率为10Hz，直流分量为1V，峰峰值为200mV，相位相差180°的两路正弦信号。
根据上述理论分析可得，第一级电路的差模放大倍数为2，共模放大倍数为1；整个电路的放大倍数为2。
1、观察第一级电路的输入与输出波形，即（V2-V1）与（Vo2-Vo1）的波形，可以看出，第一级电路的放大倍数近似为2，符合上述理论计算。
2、观察第一级电路的单端输入输出波形，即V1与Vo1的波形，可以看出，输入共模信号为1V，输出共模信号仍为1V，共模增益为1，与理论分析相符。
3、观察整个电路的传递函数，可以看出，整个电路的放大倍数近似为2，符合理论计算，同时根据仿真结果也可以看出，仪表放大器具有很大的输入阻抗，其输出阻抗则很小。
带低通滤波的三运放放大电路(112081125)
带低通滤波的三运放放大电路的设计与protues仿真再要：本文介绍了并联三运放和二阶有源滤波器的典型结构，最后设计了一个带低通滤波的三运放放大电路，并用protues进行了仿真。
关键词：三运放有源滤波器protues仿真一：三运放放大结构如下图所示的同相并联三运放结构，放大器的第I级主要用来提高整个放大电路的输入阻抗。
第II级采用差动电路用以提高共模抑制比。
图1：三运放放大器电路结构电路中输入级由A3、A4两个同相输入运算放大器电路并联，再与A5差分输入串联的三运放差动放大电路构成，其中A1、A2是增加电路的输入阻抗。
电路优点：差模信号按差模增益放大，远高于共模成分（噪声）；决定增益的电阻（R1、Rp、R3）理论上对共模抑制比Kcmr没有影响，因此电阻的误差不重要。
三运放差分放大电路特点：1)高输入阻抗。
被提取的信号是不稳定的高内阻源的微弱信号，为了减少信号源内阻的影响，必须提高放大器输入阻抗。
一般情况下，信号源的内阻为100kΩ，则放大器的输入阻抗应大于1MΩ。
2)高共模抑制比CMRR。
信号工频干扰以及所测量的参数以外的作用的干扰，一般为共模干扰，前置级须采用CMRR高的差动放大形式，能减少共模干扰向差模干扰转化。
3)低噪声、低漂移。
主要作用是对信号源的影响小，拾取信号的能力强，以及能够使输出稳定。
电路对共模输入信号没有放大作用，共模电压增益接近于零。
这不仅与实际的共模输入有关，而且也与A3和A4的失调电压和漂移有关。
如果A3和A4有相等的漂移速率，且向同一方向漂移，那么漂移就作为共模信号出现，没有被放大，还能被第二级抑制。
这样对于A3和A4的漂移要求就会降低。
A3和A4前置放大级的差模增益要做得尽可能高，相比之下，第二级（A5）的漂移和共模误差就可以忽略，对放大器的要求就可以大大降低。
当R3=R4，R5=R6时，两级的总增益为两个差模增益的乘积，即：Avd=(（Rp+2R1）/Rp)(R6/R4)由此可知，上述电路具有输入阻抗高，共模抑制比高等优点，可作为通用仪用放大器使用。
运算放大器的应用电路仿真
运算放大器的应用电路仿真1.反相比例运算电路仿真验证反相比例放大电路仿真电路如图a所示。
图a由参数设置知：R1=10KΩ，R F=100KΩ得输出电压u o为：iii1o1010100uuuRRu F-=-=-=上式表明，输出电压和输入电压是比例运算关系，或者说反相放大的关系。
在实际设计过程中，必须注意以下问题。
（1）输出电压u o的幅度必须小于运算放大器的最大容许电压，以避免产生非线性失真。
（2）R2的数值选择要满足R2=R1//R F，以保持运放输入级差动电路的对称性，减小运放输入失调的影响。
在图a所示的仿真电路中，当开关J1、J2分别闭合，即当u i=0.2V和u i=-0.2V 时，对电路进行仿真，输出万用表显示的电压值分别为-1.978V和2.02V，如图b 所示。
图b由仿真结果可以看出，由于运算放大器的非理想性，使得仿真结果和理论分析结果之间有一定的差别，但相差不大，可以认为仿真结果与理论计算结果一致。
当开关J3闭合时，按下仿真开关，观察示波器的输入、输出波形，如图c所示。
图c2.具有限幅作用的电压比较器当u i<u R时，比较器输出端的电压为-U om，稳压管正向导通，忽略其正向导通压降，u o≈0；当u i>u R时，比较器输出端的电压为U om，稳压管反向击穿，u o≈U Z。
图e为带双向限幅的过零比较器的仿真电路。
图e仿真输入、输出信号的波形如图f所示，此时输出正的最大值为稳压管D2的稳定电压+5.755V，负的最大值为稳压管D1的稳定电压-5.755V。
图f。
基于Multisim的三极管放大电路仿真分析
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，通力根1保过据护管生高线产中敷工资设艺料技高试术中卷0资不配料仅置试可技卷以术要解是求决指，吊机对顶组电层在气配进设置行备不继进规电行范保空高护载中高与资中带料资负试料荷卷试下问卷高题总中2体2资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况1卷中下安，与全要过，加度并强工且看作尽护下可1都关能可于地以管缩正路小常高故工中障作资高；料中对试资于卷料继连试电接卷保管破护口坏进处范行理围整高，核中或对资者定料对值试某，卷些审弯异核扁常与度高校固中对定资图盒料纸位试，置卷编.工保写况护复进层杂行防设自腐备动跨与处接装理地置，线高尤弯中其曲资要半料避径试免标卷错高调误等试高，方中要案资求，料技编试术写5、卷交重电保底要气护。设设装管备备置线4高、调动敷中电试作设资气高，技料课中并3术试、件资且中卷管中料拒包试路调试绝含验敷试卷动线方设技作槽案技术，、以术来管及避架系免等统不多启必项动要方高式案中，；资为对料解整试决套卷高启突中动然语过停文程机电中。气高因课中此件资，中料电管试力壁卷高薄电中、气资接设料口备试不进卷严行保等调护问试装题工置，作调合并试理且技利进术用行，管过要线关求敷运电设行力技高保术中护。资装线料置缆试做敷卷到设技准原术确则指灵：导活在。。分对对线于于盒调差处试动，过保当程护不中装同高置电中高压资中回料资路试料交卷试叉技卷时术调，问试应题技采，术用作是金为指属调发隔试电板人机进员一行，变隔需压开要器处在组理事在；前发同掌生一握内线图部槽 纸故内资障，料时强、，电设需回备要路制进须造行同厂外时家部切出电断具源习高高题中中电资资源料料，试试线卷卷缆试切敷验除设报从完告而毕与采，相用要关高进技中行术资检资料查料试和，卷检并主测且要处了保理解护。现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
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Vout=(vin2-Vin1)(1+2*R4/R6)*(R10/R8)
测试波形
输入10mV
Red: 10mV*21=200mV
Blue:200mV*10=2V
2.0V
1.5V
1.0V
0.5V
0.0V
-0.5V
-1.0V
-1.5V
-2.0V
0s10us20us30us40us50us60us70us80us90us100us V(VI,R3:2)V(VO,VO2)V(R10:1)
Time
V(VIN1,VIN2)V(VO,VO2)
Time
参考文件
三运放组成的仪表放大器电路分析
仪表放大器与运算放大器的区别是什么？仪表放大器是一种具有差分输入和相对参考端单端输出的闭环增益单元。
大多数情况下，仪表放大器的两个输入端阻抗平衡并且阻值很高，典型值≥109 Ω。
其输入偏置电流也应很低，典型值为 1 nA至50 nA。
与运算放大器一样，其输出阻抗很低，在低频段通常仅有几毫欧（mΩ）。
运算放大器的闭环增益是由其反向输入端和输出端之间连接的外部电阻决定。
与放大器不同的是，仪表放大器使用一个内部反馈电阻网络，它与其信号输入端隔离。
对仪表放大器的两个差分输入端施加输入信号，其增益既可由内部预置，也可由用户通过引脚连接一个内部或者外部增益电阻器设置，该增益电阻器也与信号输入端隔离。
专用的仪表放大器价格通常比较贵，于是我们就想能否用普通的运放组成仪表放大器？答案是肯定的。
使用三个普通运放就可以组成一个仪用放大器。
电路如下图所示：
输出电压表达式如图中所示。
看到这里大家可能会问上述表达式是如何导出的？为何上述电路可以实现仪表放大器？下面我们就将探讨这些问题。
在此之前，我们先来看如下我们很熟悉的差分电路：
如果R1 ＝R3，R2 ＝R4，则VOUT = (VIN2—VIN1)(R2/R1) 这一电路提供了仪表放大器功能，即放大差分信号的同时抑制共模信号，但它也有些缺陷。
首先，同相输入端和反相输入端阻抗相当低而且不相等。
在这一例子中VIN1反相输入阻抗等于100 kΩ，而VIN2同相输入阻抗等于反相输入阻抗的两倍，即200 kΩ。
因此，当电压施加到一个输入端而另一端接
地时，差分电流将会根据输入端接收的施加电压而流入。
（这种源阻抗的不平衡会降低电路的CMRR。
）
另外，这一电路要求电阻对R1 /R2和R3 /R4的比值匹配得非常精密，否则，每个输入端的增益会有差异，直接影响共模抑制。
例如，当增益等于1 时，所有电阻值必须相等，在这些电阻器中只要有一只电阻值有0.1% 失配，其CMR便下降到66 dB（2000:1）。
同样，如果源阻抗有100 Ω的不平衡将使CMR下降6 dB。
为解决上述问题，我们在运放的正负输入端都加上电压跟随器以提高输入阻抗。
如下图所示：以上前置的两个运放作为电压跟随器使用，我们现在改为同相放大器，电路如下所示：
输出电压表达式如上图所示。
上图所示的电路增加增益（A1 和A2）时，它对差分信号增加相同的增益，也对共模信号增加相同的增益。
也就是说，上述电路相对于原电路共模抑制比并没有增加。
下面，要开始最巧妙的变化了！看电路先：
这种标准的三运放仪表放大器电路是对带缓冲减法器电路巧妙的改进。
像前面的电路一样，上图中A1 和A2 运算放大器缓冲输入电压。
然而，在这种结构中，单个增益电阻器RG连接在两个输入缓冲器的求和点之间，取代了带缓冲减法器电路的R6和R7。
由于每个放大器求和点的电压等于施加在各自正输入端的电压，因此，整个差分输入电压现在都呈现在RG两端。
因为输入电压经过放大后（在A1 和A2的输出端）的差分电压呈现在R5，RG和R6这三只电阻上，所以差分增益可以通过仅改变RG进行调整。
这种连接有另外一个优点：一旦这个减法器电路的增益用比率匹配的电阻器设定后，在改变增益时不再对电阻匹配有任何要求。
如果R5 ＝R6，R1＝R3和R2 ＝R4，则VOUT = (VIN2－VIN1)(1＋2R5/RG)(R2/R1)由于RG两端的电压等于VIN，所以流过RG的电流等于VIN/RG，因此输入信号将通过A1 和A2 获得增益并得到放大。
然而须注意的是对加到放大器输入端的共模电压在RG两端具有相同的电位，从而不会在RG上产生电流。
由于没有电流流过RG （也就无电流流过R5和R6），放大器A1 和A2 将作为单位增益跟随器而工作。
因此，共模信号将以单位增益通过输入缓冲器，而差分电压将按〔1＋（2 RF/RG）〕的增益系数被放大。
这也就意味着该电路的共模抑制比相比与原来的差分电路增大了〔1＋（2 RF/RG）〕倍！在理论上表明，用户可以得到所要求的前端增益（由RG来决定），而不增加共模增益和误差，即差分信号将按增益成比例增加，而共模误差则不然，所以比率〔增益（差分输入电压）/（共模误差电压）〕将增大。
因此CMR理论上直接与增益成比例增加，这是一个非常有用的特性。
最后，由于结构上的对称性，输入放大器的共模误差，如果它们跟踪，将被输出级的减法器消除。
这包括诸如共模抑制随频率变换的误差。
上述这些特性便是这种三运放结构得到广泛应用的解释。
到这里，我们导出了这个经典电路的；来龙去脉：差分放大器-->前置电压跟随器-->电压跟随器变为同相放大器-->三运放组成的仪用放大器。