运算放大器电路设计
01运算放大器16个基本运算电路设计
运算放大器16个基本运算电路设计一、集成运算放大器放大电路概述集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件，它以半导体单晶硅为芯片，采用专门的制造工艺，把晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起，使之具有特定的功能。
集成放大电路最初多用于各种模拟信号的运算（如比例、求和、求差、积分、微分……）上，故被称为运算放大电路，简称集成运放。
集成运放广泛用于模拟信号的处理和产生电路之中，因其高性价能地价位，在大多数情况下，已经取代了分立元件放大电路。
1.1反向比例电路第1题：电路如下，推导输入与输出的关系，计算电路的理论值，并与仿真值比较，说明电路功能。
vu u R R u i if 51010-=-=-=根据虚断虚短得1.2反向求和加法电路第2题：电路如下，推导输入与输出的关系，计算电路的理论值，并与仿真值比较，说明电路功能。
vu u u R R u R R u i i i fi f3(10)2123110-=--=--=—根据虚断虚短得1.3电压跟随电路第4题 电路如下，推导输入与输出的关系，计算电路的理论值，并与仿真值比较，说明电路功能。
这是一个电压跟随器：mvu u R R u i i f 100)1(1110==+=1.4加减运算电路加减运算电路如图4所示，输入信号1i u 、2i u 分别加在反相输入端和同相输入端，这种形式的电路也称为差分运算电路。
输出电压为：2211231(1)ff o i i R R R u u u R R R R =+-+图4加减运算电路1.5积分运算电路其输出电压o u 为：111o iu u dt R C =-⎰式中，11R C 为电路的时间常数。
由于受到集成运放最大输出电压OM U 的限制，选择1R 、1C 参数3，其值必须满足：111iO MR C u dt U >=⎰图5积分运算电路1.6微分运算电路图6微分运算电路电路的输出电压为o u 为：21i o du u R C dt=-式中，21R C 为微分电路的时间常数。
opa350电路设计
opa350电路设计OPA350是一款高精度、低噪声的运算放大器，在电路设计中有着广泛的应用。
本文将对OPA350电路设计进行详细介绍，包括其特点、应用场景以及设计注意事项等。
1. OPA350的特点OPA350是一款单电源运算放大器，适用于各种低功耗应用。
其具有低输入偏置电流、低偏置电压、高共模抑制比以及高增益带宽积等优点。
此外，OPA350还具有低噪声和低失真的特性，能够提供高品质的信号放大和处理。
2. OPA350的应用场景OPA350广泛应用于精密测量、仪器仪表、传感器信号放大、滤波器和运算放大器等领域。
例如，在传感器信号放大方面，OPA350能够对微弱的传感器信号进行放大，提高信号的可靠性和精度。
另外，在滤波器设计中，OPA350能够提供高精度的滤波效果，满足不同应用的需求。
3. OPA350电路设计注意事项在设计OPA350电路时，需要注意以下几点：(1) 电源电压选择：OPA350适用于单电源供电，通常工作在3V至5V的电压范围内。
根据具体应用需求，选择合适的电源电压。
(2) 输入和输出阻抗匹配：为了保证信号的传输质量，需要将输入和输出阻抗与OPA350的特性进行匹配，以最大限度地减小信号损失和失真。
(3) 输入和输出电容选择：在OPA350电路设计中，输入和输出电容的选择很关键。
适当的电容能够提高电路的稳定性和性能。
(4) 温度和环境条件考虑：在实际应用中，需要考虑环境温度和工作条件对OPA350性能的影响。
合理设计散热和保护措施，确保电路的可靠性和稳定性。
(5) 反馈电阻选择：在运算放大器电路设计中，反馈电阻的选择对电路增益和性能有很大影响。
根据具体应用需求，选择合适的反馈电阻值。
OPA350是一款性能优异的运算放大器，具有广泛的应用场景。
在进行OPA350电路设计时，需要根据具体应用需求选择合适的电源电压、输入输出阻抗匹配、输入输出电容、温度环境条件考虑以及反馈电阻等。
通过合理设计和优化，可以充分发挥OPA350的优势，提供高精度和可靠的信号放大和处理功能。
实验13-1集成运算放大器的应用电路设计
集成运算放大器的 应用电路设计
（黑字的内容为提示，不要写在报告中）
预习报告
一、实验目的 1、了解集成运算放大器的特性及参数； 2、学会用运算放大器设计信号运算电路； 3、培养对集成运算放大器基本器件的综合设计、 应用和调试能力。 二、实验设备与仪器 （做实验时再填写） 三、设计要求 利用集成运算放大器的线性工作区实现信号的线性 运算。自拟表格验证其电路及参数的正确性。
实验结果报告
五、数据处理
1、详细写出设计过程； 2、绘制完整数据表格，整理实验数据； 3、进行理论计算，并与实验结果进行比较，给出相 应结论； 六、思考题 为什么在实验中运算放大器的输出电压不能超过8V？
实验记录及过程报告
四、实验任务与实验步骤 (1) 反相加法运算 uo=-(2.5u1+1.5u2) （自已设计表格13-1-1，记录测试数据） (2) 差分减法运算 uo=2.5u1-1.5u2 （自已设计表格13-1-2，记录测试数据） (3) 同相加法运算 uo=(2.5u1+1.5u2) （自已设计表格13-1-3，记录测试数据）
(1) uo=-(2.5u1+1.5u2) （参照教材p102图16.2.5自已设计电路，令RF=150k， 计算出R11、R12和R2的阻值） (2) uo=2.5u1-1.5u2 （参照教材p104图16.2.6自已设计电路, 令RF=150k, R3=，计算出R1和R2的阻值） (3) uo=(2.5u1+1.5u2) （参照下图自已设计电路，令RF=30k， RF R3=15k， 计算出R1和R4的阻值） R1
u1 u2 R3 R4
+
+
uo
说明：
1. 仔细阅读实验指导书，认真预习； 2. 每个运算电路只能用一个运算放大器来实现； 本次实验使用LM741集成运算放大器，电源电压为 12V，测试前需要调零； 3. 每个运算电路至少测三组实验数据来验证； 4. 要合理选择测试数据u1、u2，保证运算放大器的输出 电压uo不能超过8V； 5. 若计算得出的阻值不是标称值，则通过电阻串并联来 实现，或通过可调电阻(电阻电位器)来获得。
实验：集成运算放大器应用(加减运算电路设计)
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讲解：XX
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图6－3 同相比例放大器
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3．加法器
电路如图6－4所示。当运算放大器开环 增益足够时，运算放大器的输人端为虚地， 三个输入电压可以彼此独立地通过自身的输 入回路电阻转换为电流，能精确地实现代数 相加运算。根据虚断和虚短的概念，有
Ui1 Ui2 Ui3 UO
UO 10Ui
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图6－6 反相比例放大器
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在该比例放大器的输人端加人下列电压值
测出放大器的输出电压值。
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2 同相跟随器 实验电路按图6－7连接，使其满足下列
关系式：
在该放大器的输人端加人下列电压值,
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R1 R2 R3
RF
UOR RF 1Ui1R RF 2Ui2R RF 3Ui3
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4 减法器
电路如图6－5所示。当运算放大器开环 增益足够大时，输出电压Uo为：
在电阻值严格匹配的情况下，电路具有 较高的共模抑制能力。
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图6－5 减法器电路
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4 设计加减法电路
（1）设计一个加法电路，使其满足下列关系式：。
①输入信号Ui1、Ui2都是频率为1kHz的正弦信号，幅度分 别为U1p-p＝100mV，U2p-p＝200mV，观测输出是否满足 设计要求。
②输入信号Ui1是频率为1kHz，幅度为U1p-p＝100mV的正 弦信号，Ui2是直流电压（＋0.5V），观测输出是否满足设 计要求（注意输入信号中有直流电压使输出信号中含有直流 分量后与输出为纯交流信号的不同）。
运算放大器应用电路设计
运算放大器应用电路设计运算放大器应用电路设计，听起来好像挺高深的，实际上它就像是你家里那台电风扇的“转速调节器”，在电路里做着翻江倒海的“大动作”。
说白了，运算放大器就像一个“超级耳朵”，能听见非常微弱的信号，放大后传到你能听见的范围。
而它的应用呢，就无所不在，从你手里的手机到路边的交通信号灯，从医疗仪器到家用电器，简直无孔不入。
那我们今天就来聊聊运算放大器究竟是怎么工作的，又是怎么在电路设计中给我们带来一场“电流与信号”的魔法秀。
首先要说的就是运算放大器的工作原理。
你可以把它想象成一个巨大的放大镜，任何输入的信号，它都能放大到让你瞠目结舌。
比如你给它输入一个只有毫伏级别的微弱信号，它能让这个信号变得像大海里的海浪一样汹涌澎湃，让你听见它的存在。
这种“放大”是没有上限的，只要电源充足，它就能继续放大。
大家最常见的运算放大器就是那种8脚的小黑芯片，它看起来普普通通，但里面却是大有乾坤。
它的内部结构其实很简单，两个输入端，一个输出端，还有它的“电源”，这些组件一搭配，魔法就发生了。
接下来说说应用。
运算放大器最常见的用途就是做放大器，这一点大伙儿应该不陌生。
比方说，大家听过吉他音响的“音量调节”吧？你会发现，吉他声音小的时候需要增大音量。
这个时候，运算放大器就大显身手了，它可以让吉他的音频信号从最小的声音放大到震耳欲聋的程度。
可别小看了这小小的操作，它涉及到电流、电压、频率等等，简直是电路中最重要的“桥梁”之一。
再比如说医疗仪器，比如心电图（ECG）。
你可能不知道，心电图里的每一波脉冲，都是通过运算放大器的作用放大的。
因为人体的生物电信号极其微弱，连个小小的“震动”都不足以触动电表。
如果没有运算放大器，心电图的显示屏上可能啥也看不见。
是的，简直就像是“看不见摸不着”的幽灵信号，运算放大器帮助放大这些微弱的脉冲，让它们呈现出清晰的波形。
想想看，要是连心跳都听不清，那多吓人！再聊聊在音频处理中的应用。
比如，你家里的音响系统，里面可能就有一个运算放大器，它负责把你手机或电视里的信号“拉大”，让它通过音响播放得更响亮更清晰。
运放交流放大电路的设计
运放交流放大电路的设计运放交流放大电路的设计，听起来是不是有点高大上？别担心，今天咱们就轻松聊聊这个话题，像朋友聊天一样。
运算放大器，咱们简称“运放”，它可是电子电路中的一颗璀璨明珠！想象一下，没有它，很多音响效果都没法发挥得淋漓尽致。
运放的应用广泛得不得了，几乎在每个电子设备里都能看到它的身影，真是个勤劳的小家伙。
说到设计交流放大电路，首先得了解点基础知识。
运放的核心功能就是放大输入信号。
信号很微弱，就像一粒沙子，如果没有运放的帮助，根本无法在沙滩上找到它。
所以，咱们的目标就是把这个微弱的信号变成一股汹涌澎湃的浪潮，直冲耳朵里。
为了达到这个“极致”，设计者需要考虑电源电压、增益、频率响应等等，听起来是不是有点复杂？其实就像做菜，要调好火候，才能煮出一锅好汤。
先说说电源电压，咱们得保证运放有足够的“动力”，就像车子需要油才能跑。
如果电源电压太低，运放就“动力不足”，没法放大信号。
想象一下，电源就像一块巧克力，越甜越有劲。
如果电压够高，运放才能尽情发挥。
增益呢，就是放大倍数，简单来说，就是运放能把信号放多大。
如果增益调得不好，信号放大了但也可能失真，结果就像你给朋友讲笑话，结果笑话被你讲得稀巴烂。
然后咱们得关注频率响应，哦，这可是个关键的点。
不同的运放对不同频率的信号反应不一样，有些运放像个运动健将，能跑得飞快；有些则像大爷，慢悠悠地走。
所以，选择适合的运放就特别重要。
你想让电路能接收高频信号，那就得选择能应对这种信号的运放，避免出现信号失真的情况。
再来谈谈反馈电路，简单来说，反馈就是把输出的信号一部分送回输入端。
就像把打了折扣的商品送回去重算价格，能让运放更稳定。
正反馈会让信号越来越大，负反馈则能让信号更加稳定，不容易出错。
设计时得根据具体需求选择合适的反馈方式。
哎，听起来是不是有点绕？但其实不难，掌握了其中的道理，就能轻松驾驭这个过程。
还有一点，输入阻抗和输出阻抗也不可忽视。
高输入阻抗可以保证输入信号不被“消耗”，而低输出阻抗则能确保信号能顺畅输出。
运算放大器应用电路的设计与制作
运算放大器应用电路的设计与制作(一） 运算放大器 1.原理运算放大器是目前应用最广泛的一种器件,当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反响电路时，可以灵敏地实现各种特定的函数关系。
在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。
运算放大器一般由4个局部组成，偏置电路，输入级，中间级，输出级。
图1运算放大器的特性曲线 图2运算放大器输入输出端图示图1是运算放大器的特性曲线，一般用到的只是曲线中的线性局部。
如图2所示。
U -对应的端子为“-〞，当输入U -单独加于该端子时，输出电压与输入电压U -反相，故称它为反相输入端。
U +对应的端子为“＋〞，当输入U +单独由该端参加时，输出电压与U +同相，故称它为同相输入端。
输出：U 0= A(U +-U -) ； A 称为运算放大器的开环增益〔开环电压放大倍数〕。
在实际运用经常将运放理想化，这是由于一般说来，运放的输入电阻很大，开环增益也很大，输出电阻很小，可以将之视为理想化的，这样就能得到:开环电压增益A ud =∞；输入阻抗r i =∞；输出阻抗r o =0；带宽f BW =∞；失调与漂移均为零等理想化参数。
2.理想运放在线性应用时的两个重要特性输出电压U O 与输入电压之间满足关系式：U O ＝A ud 〔U +－U －〕,由于A ud =∞，而U O 为有限值，因此，U +－U －≈0。
即U +≈U －，称为“虚短〞。
由于r i =∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB ＝0，称为“虚断〞,这说明运放对其前级汲取电流极小。
上述两个特性是分析理想运放应用电路的根本原那么，可简化运放电路的计算。
3. 运算放大器的应用 (1)比例电路所谓的比例电路就是将输入信号按比例放大的电路，比例电路又分为反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。
(a) 反向比例电路反向比例电路如图3所示，输入信号参加反相输入端:图3反向比例电路电路图对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R ’＝R 1 // R F 。
运放三种输入方式的基本运算电路及其设计方法【范本模板】
熟悉运放三种输入方式的基本运算电路及其设计方法ﻫ2、了解其主要特点,掌握运用虚短、虚断的概念分析各种运算电路的输出与输入的函数关系。
3、了解积分、微分电路的工作原理和输出与输入的函数关系.ﻫﻫ学习重点:应用虚短和虚断的概念分析运算电路。
ﻫﻫ学习难点：实际运算放大器的误差分析ﻫﻫ集成运放的线性工作区域前面讲到差放时,曾得出其传输特性如图,而集成运放的输入级为差放,因此其传输特性类似于差放.ﻫ当集成运放工作在线性区时,作为一个线性放大元件ﻫﻫ v o=A vo v id=Ａvｏ(v+－v-)ﻫﻫ通常A vo很大，为使其工作在线性区,大都引入深度的负反馈以减小运放的净输入,保证vｏ不超出线性范围。
ﻫ对于工作在线性区的理想运放有如下特点:ﻫ∵理想运放Ａvo=∞,则 v＋－v—=v o/ Aｖｏ＝0 ｖ+＝ｖ—ﻫ∵理想运放R i=∞ ｉ+＝i—=０ﻫﻫ这恰好就是深度负反馈下的虚短概念。
ﻫﻫ已知运放Ｆ０0７工作在线性区,其A vo=10０ｄB=１05 ,若v o=1０V，R i＝２MΩ。
则v+—v—=?,i＋=？,i-=?ﻫﻫ可以看出,运放的差动输入电压、电流都很小，与电路中其它电量相比可忽略不计。
这说明在工程应用上,把实际运放当成理想运放来分析是合理的 .返回第二节基本运算电路比例运算电路是一种最基本、最简单的运算电路,如图8。
1所示.后面几种运算电路都可在比例电路的基础上发展起来演变得到。
v o∝v i：v o=ｋ v i（比例系数k即反馈电路增益 A vF,vｏ=A vF v i)输入信号的接法有三种:ﻫﻫ反相输入（电压并联负反馈）见图８.2ﻫﻫ同相输入（电压串联负反馈）见图8.3ﻫ差动输入（前两种方式的组合)ﻫ讨论:ﻫ１）各种比例电路的共同之处是：无一例外地引入了电压负反馈。
2）分析时都可利用"虚短”和”虚断”的结论： iＩ=０、vＮ=ｖｐ .见图8．４ﻫ３）A vＦ的正负号决定于输入v i接至何处：ﻫ接反相端：A vF<0ﻫ接同相端:A vＦ>０，见图8。
基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计课程设计
基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计课程设计1. 课程设计概述本课程设计旨在通过运算放大器和模拟集成电路的原理、应用及设计过程等方面的学习，使学生们能够掌握基于运放和模拟集成电路的电路设计方法，并应用所学知识进行电路设计。
本课程设计以模拟电路设计为主，重点学习运放基本类型的电路组成、运放应用电路设计、信号调理电路的设计等知识点。
本课程设计要求学生具备一定的基础电子知识，熟练掌握运放电路的基本原理，通过实践操作提高设计能力和实际操作经验，对实际的电路问题进行有效的解决。
2. 设计实验方案2.1 设计实验目的本实验旨在使学生：1.理解运算放大器的基本特性、功用、特点；2.掌握运扰放大器、电压跟随器等基本电路；3.掌握电荷放大器、测量检测放大器、微分放大器等高级电路；4.了解集成运算放大器的特点和基本使用方法；5.掌握模拟电路的实际设计流程和调试方法。
2.2 设计实验设备1.实验板；2.科技STM32开发板；3.示波器；4.万用表；5.电源供应器等。
2.3 实验步骤实验1：基本运放电路1.搭建非反向运放电路，测量电压放大倍数；2.搭建反向运放电路，测量电压放大倍数；3.搭建电压跟随器电路，测量输出波形和输入波形。
实验2：高级运放电路1.搭建电荷放大器电路，测量电路增益；2.搭建测量检测放大器电路，测量输出电压；3.搭建微分放大器电路，测量电路增益。
实验3：集成运放电路1.学习集成运放的基本组成和特点；2.搭建基于集成运放的电压比较器电路，测试电路的工作情况。
实验4：模拟电路设计1.认识模拟电路设计流程；2.根据实验要求设计模拟电路；3.进行调试和验证，输出实验报告。
3. 实验总结通过本次课程设计，我们深入了解了运放的基本原理、特性和应用电路，掌握了运扰放大器、电压跟随器、电荷放大器、测量检测放大器、微分放大器等基本电路的设计方法，以及集成运放的特点和基本使用方法。
此外，我们还学习了模拟电路的实际设计流程和调试方法，掌握了实际电路问题的解决方法。
运算放大器设计电路
44实践课题设计制作者：学号：班级：指导老师：一．摘要：1.利用反相加法运算电路和反向比例运算实现U0=4(U1+U2+U3)的功能。
2.为了使电路工作在线性区，应引入深入负反馈，将反馈Rf电阻接到反向输入端。
关键词：运放运算英文：1Using the method of adding operation circuit and reverse proportion computation (realizeU0 = 4( U1 + U2 + U3) function.2. To make circuits work should be introduced in linear area, deeply negative feedback, will feedback received its noninverting input Rf resistance.二．设计要求：利用运算放大器设计电路：U0=4(U1+U2+U3)三．设计步骤：1.电路图R1 4kΩR2 4kΩR34kΩR44kΩR54kΩR64kΩU1OPAMP_3T_VIRTUALU2OPAMP_3T_VIRTUAL2 153U1U2U3Uo2.工作原理：为了达到U0=4(U1+U2+U3)。
运放A1反向加法器。
A2反向比例运算使其达到设计要求。
3.参数设计计算基本关系式1.U01=-(Rf/R1)U1+(Rf/R2)U2+(Rf/R3)U32.U0=(Rf`/R4)U013.U0=(Rf`/R4)(Rf/R1)U1+(Rf/R2)U2+(Rf/R3)U32.参数设计：R1=R2=R3=4KRf=Rf`=4K R`=4K U1=U2=U3=1V R4=1K3.理论验证:U0=(Rf`/R4)(Rf/R1)U1+(Rf/R2)U2+(Rf/R3)U3=4(1+1+1)=12V四．仿真令：R1=R2=R3=4KRf=Rf`=4K R`=4K U1=U2=U3 =1V R4=1K仿真图：（1）通过仿真实验符合设计。
最完整的全差分运算放大器设计
最完整的全差分运算放大器设计全差分运算放大器是一种特殊的运算放大器，它采用了差模输入和差模输出的电路结构，能够获得更高的共模抑制比和更好的抗干扰能力。
在本文中，我们将详细介绍全差分运算放大器的设计步骤和关键考虑因素。
首先，我们需要确定设计的目标和规格。
这包括放大器的增益、带宽、输入和输出阻抗等参数。
在设计全差分运算放大器时，通常需要考虑放大器的直流特性和交流特性。
接下来，我们将详细介绍全差分运算放大器的设计步骤。
1.选择工作点：为了实现差模输入和差模输出，我们需要选择适当的工作点。
一个常用的方法是将输入差模信号的平均值调整到放大器的线性工作区域，这可以通过调整偏置电流源和电阻来实现。
2.设计输入级：输入级通常采用差模对称结构，包括差模差分放大电路和公模放大电路。
在设计差模差分放大电路时，需要选择合适的晶体管，并确定电流增益。
公模放大电路的设计要考虑与差模放大电路的匹配。
3.设计输出级：输出级通常采用差模共源结构。
在设计输出级时，需要确定合适的负载电阻和电流源，并考虑稳定性和功率消耗等因素。
4.频率补偿：全差分运算放大器的频率响应通常需要进行补偿。
一种常用的方法是使用频率补偿电容和电阻，以提高放大器的带宽和稳定性。
5.抑制共模信号：全差分运算放大器的一个重要特性是能够抑制共模信号。
为了实现更好的共模抑制比，我们可以采用一些技术，如共模反馈、差模共源结构等。
在设计全差分运算放大器时，需要考虑一些关键因素。
首先是热噪声和干扰的抑制。
由于全差分运算放大器的输入端采用了差模输入，它能够抑制共模干扰和热噪声。
其次是功耗的控制，尽量减小功耗，提高能效。
还要注意防止震荡和保证放大器的稳定性。
综上所述，全差分运算放大器设计需要考虑许多因素，包括放大器的增益、带宽、输入和输出阻抗等参数。
在设计过程中，需要选择合适的工作点、设计合适的输入级和输出级、实施频率补偿，并考虑共模抑制和稳定性等因素。
通过合理的设计和优化，我们可以获得一个高性能的全差分运算放大器。
运算放大器的电路仿真设计ea
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,可以得到两条原那么：〔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〞。
下列图，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：V18mVR11Ω2ΩR32ΩR44ΩU2DC 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，否那么结果误差会很大，致结果没有任何意义。
如下图，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、 实验考前须知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。
基于运算放大器设计电路
基于运算放大器设计电路运算放大器（Operational Amplifier，简称OP-AMP）是一种常见的电子元件，它能够对输入信号进行放大、滤波、积分等处理。
在电子电路设计中，基于运算放大器设计电路是一项重要的任务。
本文将介绍运算放大器的基本原理和设计方法，并以一个具体的电路设计案例加以说明。
首先，让我们来了解一下运算放大器的基本原理。
运算放大器一般由一个差分输入级、一个电压放大器和一个输出级组成。
它的输入端有一个非反相输入端（+）和一个反相输入端（-），输出端则与反相输入端相连。
当在非反相输入端加上一个正电压（V+）时，在反相输入端就会产生一个相等但与V+相反的负电压（V-），这个电压差将被放大并输出。
运算放大器具有高放大倍数、输入阻抗高、输出阻抗低等特点，使得它在电子电路中有着广泛的应用。
基于运算放大器设计电路时，首先需要明确电路实现的功能和需求。
例如，如果需要设计一个放大器电路，要求输入信号经过放大后输出，并能满足一定的增益和频率响应要求。
在这种情况下，我们可以选择一个合适的运算放大器芯片，并根据其参数来确定外围电路的设计。
在选择运算放大器芯片时，需要考虑输入电压范围、供电电压、增益带宽积等参数。
根据需求，如果需要放大带宽较高的信号，则需要选择增益带宽积较大的运算放大器。
进一步，我们可以根据电路设计的增益要求来确定运算放大器芯片的放大倍数。
接下来，根据所选运算放大器芯片的数据手册，我们可以找到相应的电路连接方式。
常见的连接方式有反相放大器、非反相放大器、仪表放大器等，根据具体需求选择合适的电路连接方式。
以反相放大器为例，该电路的输入信号与反相输入端相连，输出信号则取自反相输入端。
通过适当设置反馈电阻和输入电阻，可以调整放大倍数以满足设计要求。
此外，为了保证电路的稳定性和可靠性，还需要考虑功耗、温度特性、输入偏置电流等因素。
可以选择具有较低功耗和温漂的运算放大器芯片，并通过合适的设计来降低输入偏置电流对电路性能的影响。
运算放大器同相放大器电路设计
其他优点。
同相放大器配置是最流行和广泛使用的运算放大器电路形式之一，它用于许多电子设备。
运算放大器同相放大器电路提供高输入阻抗以及使用运算放大器的所有优势。
虽然基本的同相运算放大器电路需要与反相对应电路相同数量的电子元件，但它可用于高输入阻抗很重要的应用。
1.同相放大电路同相运算放大器的基本电子电路相对简单。
在这种电子电路设计中，信号被施加到运算放大器的同相输入端。
这样，与输入相比，输出端的信号不会反转。
然而，反馈通过一个电阻从运算放大器的输出端传输到运算放大器的反相输入端，其中另一个电阻被带到地。
它必须应用于反相输入，因为它是负反馈。
这两个电阻的值决定了运算放大器电路的增益，因为它们决定了反馈电平。
基本同相运算放大器电路2.同相放大器增益运算放大器同相电路的增益很容易确定。
计算取决于两个输入端的电压相同这一事实。
这是因为放大器的增益非常高。
如果电路的输出保持在放大器的供电轨内，则输出电压除以增益意味着两个输入之间几乎没有差分。
由于运算放大器的输入不吸收电流，这意味着流经电阻R1和R2的电流相同。
反相输入端的电压由R1和R2组成的分压器组成，由于两个输入端的电压相同，因此反相输入端的电压必须与同相输入端的电压相同。
这意味着Vin = Vout x R1 / (R1 + R2)。
因此，电路Av的电压增益可以计算为：和在=1+R2R1Av=1+R2R1哪里：Av = 运算放大器电路的电压增益R2 = 反馈电阻电阻，单位为ΩR1 = 电阻对地电阻，单位为Ω例如，通过使R2 47 k欧姆和R1 4.7 k欧姆，可以构建需要11增益的放大器。
3.同相放大器输入阻抗运算放大器同相电路的阻抗特别高。
该运算放大器电路的输入阻抗通常可能远远超过107Ω.对于大多数电路应用，电路对前几级的任何负载影响都可以完全忽略，因为它非常高，除非它们非常敏感。
这与运算放大器电路的反相配置有很大不同，后者仅提供相对较低的阻抗，具体取决于输入电阻的值。
运算放大器差分输入电路设计
运算放大器差分输入电路设计运算放大器差分输入电路是一种常用的电路设计，用于信号放大和差分输入信号的放大。
本文将详细介绍运算放大器差分输入电路的设计原理、电路结构和特点。
一、设计原理差分输入电路是指通过两个输入信号引入放大器的电路。
运算放大器是一种差分放大器，具有高放大倍数、高输入阻抗和低输出阻抗的特点。
差分输入电路可以将两个输入信号的差值放大，其差分模式增益可以达到很高，而共模模式增益非常低。
因此，差分输入电路可以消除共模干扰，提高系统的抗干扰能力。
二、电路结构运算放大器差分输入电路由两个输入电阻和运算放大器组成。
输入电阻用于限制输入信号的电流，保持输入电流的稳定性。
运算放大器通常采用差分放大器结构，由输入差动对、差动放大电路和输出级组成。
输入差动对由两个晶体管Q1和Q2组成，其基极分别接入两个输入端IN+和IN-。
差动放大电路通过放大输入信号的差值，形成差分放大的作用。
输出级根据需要选择不同的电路结构，如共射、共基等。
三、设计步骤1.确定设计指标：根据实际需求确定差分输入电路的放大倍数、带宽、输入电阻和输出电阻等指标。
2.选择运算放大器：根据设计指标选择适合的运算放大器。
常用的运算放大器有通用型运算放大器、精密型运算放大器和高速型运算放大器等。
根据实际需求选择合适的运算放大器。
3.计算电阻值：根据输入电流和输入电压，计算输入电阻的取值。
输入电阻的取值决定了输入信号的电流和电压之间的关系。
4.选择合适的电阻：根据计算得到的电阻值，选择合适的电阻。
电阻的选择要考虑功率、精度和稳定性等因素。
5.进行电路布局：将运算放大器、输入电阻和输出级进行布局，满足电路的连接要求。
6.进行电路仿真：通过电路仿真软件进行电路仿真，验证差分输入电路的性能和稳定性。
7.调试电路：根据仿真结果调试电路，使差分输入电路达到设计要求。
8.进行性能测试：通过实际测试，验证差分输入电路的性能，如放大倍数、带宽和输入输出阻抗等。
四、特点1.高放大倍数：差分输入电路利用运算放大器的差分放大特性，可以获得很高的放大倍数。
一种运算放大器电路设计
一种运算放大器电路设计如何设计一种运算放大器电路。
一、简介运算放大器（operational amplifier，简称Op-Amp）是一种高增益、直流耦合的差分放大器电路。
它是现代电子设备中的关键组件，被广泛应用于信号放大、滤波、波形整形、模拟运算等领域。
本文将针对一种运算放大器电路的设计进行详细介绍和解析。
二、电路要求我们需要设计一种运算放大器电路，满足以下要求：1. 输入电压范围：±10V2. 增益：1000V/V3. 输入电阻：1MΩ4. 输出电阻：100Ω三、电路设计步骤1. 选择适当的运放芯片根据设计要求，我们需要选择一个适用的运放芯片。
常见的运放芯片有LM741、TL071等。
由于输入电压范围较大，我们选择TL071芯片。
2. 输入电路设计根据要求，输入电路的输入电阻应为1MΩ。
为了满足这一要求，我们以非反相输入端为例，设计一个基准电位器电路。
将电位器连接到非反相输入端，电位器两端接地，调节电位器的滑动片位置，使得输入电阻等于1MΩ。
3. 反相输入端接地运放电路的反相输入端非常接近地电位，即大部分情况下可以视作接地。
因此，将反相输入端接地的设计可以简化电路结构，提高整体稳定性。
4. 反馈电阻设计根据增益的要求，我们可以选择一个合适的反馈电阻。
根据运放的运算放大性质，我们可以利用反馈电阻来控制放大倍数。
根据增益公式A = -Rf/R1，我们可以选择Rf=100kΩ，R1=100Ω。
5. 输出电阻设计根据要求，输出电阻应为100Ω。
由于运放的输出电阻较小，一般远小于要求的输出电阻，因此无需特别设计输出电阻。
6. 供电电源设计运算放大器的工作电源一般为双极性直流电源。
根据芯片规格书，我们可以选择±12V的双极电源供电。
7. 连接线和电源线的布线一般情况下，要求输入电缆、反馈电缆和功率电缆分开布线，以避免相互干扰。
四、测试与验证完成电路设计后，我们需要进行测试和验证。
首先，我们可以将输入信号接入电路，观察输出信号的放大倍数是否符合设计要求。
电子电路中常见的运算放大器设计技巧
电子电路中常见的运算放大器设计技巧在电子电路中，运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种非常常见的集成电路器件。
它具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点，常被用于信号放大、滤波、积分等应用。
在设计电子电路的过程中，熟练掌握运算放大器的设计技巧是非常重要的。
本文将介绍一些常见的运算放大器设计技巧，以便读者能够更好地运用运算放大器进行电路设计。
一、法则电阻的应用在运算放大器电路设计中，法则电阻是常见的设计技巧之一。
通过适当选择和连接电阻，可以实现对运算放大器输入、输出电压和电流的控制。
下面以非反馈放大器为例，介绍法则电阻在运算放大器设计中的应用。
1.1 输入电阻在非反馈放大器中，输入电阻起到限制输入电流流入运算放大器的作用。
常见的设计技巧是通过串联电阻的方式增大输入电阻。
根据欧姆定律，串联电阻的总电阻等于各个电阻之和。
因此，通过选择合适的电阻数值和个数，可以得到所需的输入电阻值。
1.2 反馈电阻反馈电阻是非反馈放大器中的一个重要电阻，用于控制输出电压。
通过调节反馈电阻的数值，可以改变运算放大器的放大倍数。
当反馈电阻为负反馈时，输出电压与输入电压的关系可以由放大倍数决定。
因此，反馈电阻的选择对于电路的性能至关重要。
二、运算放大器的应用除了法则电阻的应用外，运算放大器还有许多其他常见的应用，下面将介绍其中几种常见的应用。
2.1 比较器比较器是一种常见的运算放大器应用，用于比较两个电压的大小。
通过将一个电压输入到运算放大器的非反馈端，将另一个电压输入到反馈端，可以实现对两个电压进行比较。
当非反馈端电压大于反馈端电压时，输出高电平；当非反馈端电压小于反馈端电压时，输出低电平。
2.2 滤波器滤波器是运算放大器应用的另一个常见领域。
通过适当选择电阻和电容的数值，并将它们与运算放大器相连，可以实现对输入信号的滤波。
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。
2.3 积分器积分器是一种将输入信号进行积分的电路，常用于信号处理和控制系统中。
运算放大器电路及版图设计报告
目录摘要 (2)第一章引言 (3)第二章基础知识介绍 (4)2.1 集成电路简介 (4)2.2 CMOS运算放大器 (4)2.2.1理想运放的模型 (4)2.2.2非理想运算放大器 (5)2.2.3运放的性能指标 (5)2.3 CMOS运算放大器的常见结构 (6)2.3.1单级运算放大器 (6)2.3.2简单差分放大器 (6)2.3.3折叠式共源共栅(Folded-cascode)放大器 (7)2.4版图的相关知识 (8)2.4.1版图介绍 (8)2.4.2硅栅CMOS工艺版图和工艺的关系 (8)2.4.3 Tanner介绍 (9)第三章电路设计 (10)3.1总体方案 (10)3.2各级电路设计 (10)3.2.1第三级电路设计 (10)3.2.2第二级电路设计 (11)3.2.3第一级电路设计 (12)3.2.4三级运放整体电路图及仿真结果分析 (14)第四章版图设计 (15)4.1版图设计的流程 (15)4.1.1参照所设计的电路图的宽长比，画出各MOS管 (15)4.1.2 布局 (17)4.1.3画保护环 (17)4.1.4画电容 (17)4.1.5画压焊点 (18)4.2 整个版图 (19)第五章 T-Spice仿真 (21)5.1提取T-Spice文件 (21)5.2用T-Spice仿真 (24)5.3仿真结果分析 (26)第六章总结 (27)参考文献 (28)摘要本次专业综合课程设计的主要内容是设计一个CMOS三级运算跨导放大器，该放大器可根据不同的使用要求，通过开关的开和闭，选择单级、两级、三级组成放大器，以获得不同的增益和带宽。
用ORCAD画电路图，设计、计算宽长比，仿真，达到要求的技术指标，逐级进行设计仿真。
然后用L-Edit软件根据设计的宽长比画版图，最后通过T-Spice仿真，得到达到性能指标的仿真结果。
设计的主要结果归纳如下：（1）运算放大器的基本工作原理（2）电路分析（3）设计宽长比（4）画版图（5）仿真（6）结果分析关键词：CMOS运算跨导放大器；差分运放；宽长比；版图设计；T-Spice仿真第一章引言众所周知，微电子技术、电力电子技术和计算机技术在相互渗透、相互支撑和相互促进的紧密关系中，均得到了飞速的发展。
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4.1.2 设计单元电路
设计单元电路前必须明确对各单元电路的要求，详细拟定出单元电路的性 能指标，注意各单元电路间的配合问题。 尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，并考虑到能使各单元电路采用 同意的供电电源，以免造成总体电路复杂、可靠性、经济性均差等缺点。 具体设计时，可以选用成熟的先进电路，也可以与设计要求较接近的电路 基础上进行适当改进或进行创造性设计。
第4章 电路及接口设计
13
4.2 运算放大器电路设计
2.积分、微分器
U o U c
1 1 I dt U s dt C C RC
U o RI R RI c RC
dU s dt
第4章 电路及接口设计
14
4.2 运算放大器电路设计
4.2.2 高性能放大电路
第4章 电路及接口设计
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4.2 运算放大器电路设计
2.高输入阻抗差动放大器
第4章 电路及接口设计
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4.2 运算放大器电路设计
第4章 电路及接口设计
18
4.2 运算放大器电路设计
3.高共模输入差动放大器
第4章 电路及接口设计
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4.2 运算放大器电路设计
第4章 电路及接口设计
20
4.2 运算放大器电路设计
第4章 电路及接口设计
25
4.3 集成稳压电源设计
其中输入端电容Ci用以旁路 干的作用。
第4章 电路及接口设计
26
4.3 集成稳压电源设计
（1）集成稳压器
稳压器的最大允许电流Icm<Iomax，稳压器的输入电压Ui的范围为：
第4章 电路及接口设计
27
4.3 集成稳压电源设计
U 0, I 0 Ub Rf R S nR f
Ua Ub
U
i 1
n
bi
U Uo 1 n I ( U ai nU b ) b Rs i 1 Rf Uo Rf Rs ( U bi U ai )
i 1 i 1 n n
I f I a1 I a 2 .... I an U a1 U a U a 2 U a U an U a Rs Rs Rs
第4章 电路及接口设计
10
4.1 电路的设计方法
1.电屏蔽 电屏蔽既可使恒定电场图改变，也可以使交变电场图发生变化，是抑制 寄生电容耦合的影响。电屏蔽常用的材料有紫铜、黄铜、铝及铅锡箔等，这 些材料具有以下优点： 1）只对电力线起隔离作用，对磁力线无影响。 2）便于加工。 2.磁屏蔽 磁屏蔽既可使恒定磁场图 改变，也可以使交变磁场图发 生变化。磁屏蔽常用的材料采 用对导磁率大的铁磁材料制成。
第4章 电路及接口设计
5
4.1 电路的设计方法
（2）选择电位器的阻值和变化规律 电位器的阻值变化规律通常做成三种：直线式、对数式、反对熟式。 直线式电位器可用于示波器和电视接收机中控制示波管和显像管的聚 焦和亮度。在稳压电源的取样电路中也选用直线式电位器。也可用于晶体 管电路中工作点的调节。 反对数式电位器阻值在转角较小时变化大，以后逐渐变小。 对数式电位器常用在音响设备、收音机及电视接收机中的音量控制。
4.1.4 选择元器件
1.集成电路的选择 集成电路常见的封装形式：双列直插式、扁平式和直立式。 一般尽可能选用双列直插式。 尽量选用“全国集成电路标准化委员提出的优选集成电路系列”中的产品。
第4章 电路及接口设计
3
4.1 电路的设计方法
2.电阻器的选择 考虑一下几个方面： 1）掌握所设计电路对电阻器的特殊要求。 2）尽量优先选用通用型电阻器及较熟的标称值系列。 3）根据电路的工作频率要求，选用相应的电阻器。RX型线绕式电阻器的 分布电容和分布电感均较大，仅适用于工作频率低于50kHz的电路中； RH型合成膜电阻器和RS型有机实心电阻器的工作频率在数十兆赫兹左 右；RT型碳膜电阻器的工作频率打100MHz；RJ型金属膜电阻器和RY 型氧化膜电阻器的工作频率可高达数百兆赫兹。 4）按照电路对温度稳定性的要求，选择温度系数不同的电阻器。 5）在高增益前置放大电路中，应选用噪声电动势小的电阻器。RJ型、RX 型电阻器以及RT型电阻器均具有较小的噪声电动势。 6）所选电阻器的额定功率必须大于实际承受功率的两倍。
第 4章
电路及接口设计
本章重点：
1．掌握电路设计的基本方法 2．掌握基本电路的设计
本章难点：
1．设计方案选择 2. 电路接口总体设计
第4章 电路及接口设计
1
4.1 电路的设计方法
4.1.1 选择总体方案
总体方案指：针对所设计的任务、要求和条件，根据已掌握的知识材料， 从全局着眼，将总体功能要求合理地分配给若干个单元电路，并画歘能表示 各单元功能和总体工作原理的框图。
第4章 电路及接口设计
2
4.1 电路的设计方法
4.1.3 计算参数
计算电路参数时应注意下列问题： 1）各元器件的工作电流、电压和功耗等应符合要求，并留有适当裕量。 2）对于元器件的极限参数必须留有足够裕量，一般应大于额定值的1.5倍。 3）对于环境温度、交流电网电压等工作条件应按最不利的情况考虑。 4）电阻、电容的参数应选计算值附近的标称值。 5）在保证电路达到功能指标要求的前提下，应尽量减少元器件的品种、 价格、体积等。
第4章 电路及接口设计
22
4.3 集成稳压电源设计
4.3.1 集成稳压电源的性能指标和建议测试方法
1. 最大输出电流 稳压电源正常工作情况下输出的最大电流，用Iomax表示。 一般情况下的工作电流Io<Iomax。 2. 输出电压 也是稳压器输出电压，用Uo表示。下图电路可同时测量Uo和Iomax
第4章 电路及接口设计
9
4.1 电路的设计方法
4.1.7 电路的抗干扰措施
干扰的三要素： 1）干扰源（噪声源、感应源）。 2）受感电路（接收电路）。 3）干扰源与受感电路间的耦合途径。 常见的耦合途径有经公共阻抗的寄生耦合、寄生电容耦合、寄生电感 耦合、经电磁场的寄生耦合以及波导耦合等。 抗干扰的三方面： 1）消除和抑制干扰源。 2）切除干扰源与受感电路间的耦合通道。 3）提高受感电路自身的抗干扰能力。 电磁耦合的四种形式： 1）电场耦合（静电耦合）。 2）磁场耦合。 3）电磁场耦合。 4）经过两个电路间连线的耦合。
第4章 电路及接口设计
6
4.1 电路的设计方法
4）图中元器件的符号应标准化。 5）连接线一般画成水平线或垂直线，尽可能较少交叉和拐弯。
4.1.6 电路的组装与调试
1.电子电路的组装 需注意一下几点： 1）所有元器件在组装前应尽可能全部测试一遍，以保证所有元器件均合格 2）所有集成电路的组装方向要保持一致，以便于正确布线和查线。 3）组装分立元件时应使其标志朝向易于观察的方向，以便于查找和更换。 对于有极性的元件，要分清极性 4）为了便于查线，可根据连接线的不同作用选择不同颜色的导线。习惯是 正电源用红线，负电源用蓝线，地线用黑线，信号线用黄线。 5）连线尽量做到横平竖直。 6）所有地线必须连接在一起，形成公共地。
第4章 电路及接口设计
11
4.2 运算放大器电路设计
4.2.1 运算放大器的基本概念
运算放大器是一种能模拟数学运算的放大器。欲准确模拟数学运算，放大 器必须具备“理想”特性才行。
第4章 电路及接口设计
12
4.2 运算放大器电路设计
使用运算放大器的优越性主要表现在： 1）电路设计简化，组装调试方便。 2）运算放大器的开环增益很高其组成的放大电路大都工作在较深负反馈的 闭环状态，因此，具有负反馈放大器一系列优点。 3）运算放大器输入阻抗高，失调和漂移都较小。 4）所构成的放大单元体积小、功耗低、寿命长。 运算放大器组成的电路按形式分为反相放大器、同相放大器和差动放 大器；按输入信号性质分为直流放大器和交流放大器。 1.加法、减法器
第4章 电路及接口设计
23
4.3 集成稳压电源设计
3. 纹波电压 指叠加在输出电压U上的交流分量。也可用纹波抑制比来表示，其意义 是输出端对输入端叠加的交流纹波电压的抑制比。
4. 稳压系数
第4章 电路及接口设计
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4.3 集成稳压电源设计
5. 输出电阻 意义是在输入电压不变的情况下，输出电流的变化引起输出电压的变化。
第4章 电路及接口设计
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4.1 电路的设计方法
4.1.7 设计报告的撰写
设计报告撰写应包括一下内容： 1）课题名称。 2）内容摘要。 3）设计任务和要求。 4）总体方案的选择和论证。包括曾考虑过的各种方案框图、简要原理和 优缺点以及所选定方案之理由等。 5）单元电路的设计，参数计算和元器件的选择。 6）绘出总体电路图及必要的波形图，并说明电路的工作原理。 7）组装与调试，内容应含： ① 使用的主要仪器、仪表。应列出名称、型号、出产厂家及出产年月等。 ② 测试的数据和波形。 ③ 组装与调试的方法、技巧和注意事项。 ④ 调试中出现的故障、原因及诊断与排除方法。 8）所设计电路的特点以及改进意见。 9）所用元器件的编号列表。 10）列出参考文献。 11）收获、体会及建议。
4.1.5 绘总体电路图
绘制电路图需注意： 1）信号流向，一般从输入端花期，由左至右（由上至下）按信号流向 绘出个单元电路，使全图易于阅读和理解。 2）注意总体电路图的紧凑和协调，做到布局合理、排列均匀、图面清晰。 3）尽量将总体电路图绘在一张图纸上，而将其余部分按所设计单元电路 画在另一张或数张图纸上，并在各图所有断口两端做上标记，以此 说明各图纸间电路连线的来龙去脉。
第4章 电路及接口设计
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4.1 电路的设计方法
2.电子电路的调试 （1）调试方法 边安装边调试；整个电路全部焊接安装后，实行一次调试。 （2）调试步骤 1）通电前检查 2）通电观察 3）单元电路调试 4）整机联调 3.故障诊断方法 静态查找法是用万用表测量元器件引脚电压、测量电阻值、电容漏电以及 电路是否有断路或短路情况 动态查找法是通过相应的一起、仪表在电路加上适当信号的情况下测量电 路的性能指标、元器件的工作状态。 为加快查找故障点的速度，提高故障诊断效率，具体操作时间可视不同情 况选用“对分”、“分割”、“对比”、“替代”等查找方法。