模电_宽带放大器

本科学生综合性实验报告

（模电部分）

项目组长学号

成员

专业通信工程班级通信141

实验项目名称宽带放大器

指导教师及职称

开课学期2015 至2016 学年第 3 学期

上课时间2016 年7 月 1 日

学生实验报告

3、实验思路（实验内容、数据处理方法及实验步骤等）： 一、实验内容：高增益宽带放大器

设计要求：

1、用集成运放（注意选择的集成运放高端截止频率要高于2MHz 。）设计一个宽带放大器，要求增益不小于40dB ，下限截止频率低于10KHz ，上限截止频率高于1MHz ，带内增益平坦。

2、要求输出波形不能出现明显失真。

3、扩展功能：在上述要求的基础上，将频带做得更宽，增益做得更大。

4、先进行原理分析与方案选择，可以采用仿真软件进行设计。功能实现后，在万能板或印制板上搭建实际电路并进行调试，完成一份设计报告。 二、实验电路及原理

集成运算放大器是具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元件组成输入和负反馈电路时，可以实现各种特定的函数关系。

放大倍数为40dB 即100倍，可以用级联来实现。 我们用的是同相比例放大器，原理图如下：

输出端电压i V R )R 1V 1

2

0+=

（ ，所以可以改变1R 和2R 的值来改变放大倍数。

根据所学的知识，以及这次实训的要求，我们先进行了原理图的设计图:

三、元器件以及方案的选择

方案的选择：

本制作是采用集成运放设计一个宽带放大器，要求增益不小于40dB，下限截

频率低于10KHz，上限截止频率高于1MHz，带内增益平坦。所以我们选用的核心芯片为LM6172IN。

LM6172IN是一款双高速电压反馈放大器。它具有增益稳定以及提供良好的DC和AC性能，且拥有100MHz的单位增益带宽，3000V/μS的摆率，50mA的通道输出。LM6172提供高性能的双放大器，但它每个通道仅消耗2.3毫安电源电流。可工作在正负5/15V 的电压下。详细介绍如下图：

LM6172IN图

四、设计电路

根据题目我们用Multisim 设计了如下电路：

分析过程：

此次的电路要求是电压放大的增益为40dB 即100倍。故在电路的设计中，我们设计了如上图的电路，其中第一级电压的增益Av1为11111

4

=+=R R Av ；第二级电压增益Av2为：21R R 12Av 3

6

=+

=;系统增益Av 为：Av=Av1*0.5*Av2=115.5>100满足实验的要求。其中第一级的输出信号减少一半再到第二级的输入。 仿真结果如下图:

分析：在10K和1M的时候从通道A和通道B可以看出增益超过100倍以上，且由波特测试仪可以看出在1Hz到1.8MHz内增益平缓，为40.873dB,故仿真成功。

五、元器件及材料清单

型号功能单价数量

LM6172放大器132

2kΩ电阻构成负反馈电路电阻0.0120

47Ω电阻分压0.0120

100Ω电阻构成负反馈电路电阻0.0120

1KΩ电阻构成负反馈电路电阻0.0120

10uF电容使电源供电稳定0.34

六、根据题目我们设计的实物图：

反面图如下：

二、实验结果与分析

1、实验目的、场地及仪器、设备和材料、实验思路等见实验设计方案

2、实验现象、数据及结果 Ⅰ、测试方法

按照电路原理图，正确连接电路电源线，接通电源。用示波器测输入信号的波峰值记为i V ，测输出信号的波峰值记为0V ，则放大倍数为i

V V Av ;不断改变信号源的频率，重复之前对示波器的操作，记录数据。

Ⅱ、测试结果

（1）当频率190Hz 时，黄色为输出，如下图可看出放大100倍左右。

（2）当频率为10KHz 时，黄色为输出，如下图可看出放大100倍左右。

（3）当频率为500KHz时，黄色为输出，如下图可看出放大100倍左右（4）当频率为1MHz时，黄色为输出，如下图可看出放大51 倍左右