OP07测量放大器

电子技术课程设计
(论文)
题目: OP07组成的测量放大器
学生姓名
专业_ 自动化（工）
学号_
班级_ 自动化101
指导教师
成绩_
2011 年12 月
目录
1.设计原理、内容与步骤 (2)
1.1. 设计原理 (2)
1.2. 设计内容 (3)
1.3. 设计步骤 (3)
2.总体设计 (3)
3.详细设计 (3)
3.1. 电源变压器设计........................ 错误！未定义书签。

3.2. 桥式整流电路设计...................... 错误！未定义书签。

3.3. 电路完整原理图如下 .................... 错误！未定义书签。

4.焊接及调试电路 (4)
4.1. 元件列表 (4)
4.2. 焊接元件 (4)
4.3. 调试电路 (4)
5.设计体会.................... 错误！未定义书签。

5.1. 实验日志：....................................................................... 错误！未定义书签。

5.2. 其他感想：....................................................................... 错误！未定义书签。

OP07组成的测量放大器
1. 设计原理、内容与步骤
1.1. 设计原理
用集成运算放大器放大信号的主要优点:
(1)电路设计简化，组装调试方便，只需适当配外接元件，便可实现输入输出的各种放大关系..
(2)由于运放得开环增益都很高，用其构成的防大电路一般工作的深度负反馈的闭环状态，则性能稳定，非线性失真小。

(3)运放的输入阻抗高，失调和漂移都很小，故很适合于各种微弱信号的放大。

又因其具有很高的共模抑制比，对温度的变化，电源的波动以及其他外界干扰独有很强的抑制能力。

第一级差模放大的电压放大倍数计算：
由于运放A1、A2均满足虚短和虚断，流入两运放的电流均可认为为零，故有 V A =V i1 V B =V i2 V R10=V i1-V i2
10
982
11010R R R V V R V o o R ++-=
得到:
))(1(2110
9
810
10
982110i i R o o V V R R R V R R R R V V -++
=++=
-
运放A3实际构成求差电路,满足关系式: )(213
53O O O V V R R V -=
带入该关系式得到 ))(()(2110
10
9835213
53i i o o o V V R R R R R R V V R R V -++-
=--
= 运放A4结成的是反向比例放大器,满足关系式: 311
12
o out V R R V -
=
因而最终测量放大器的放大倍数为:
)(10
10
98311512R R R R R R R R A V ++=
从式子中可以看到通过调节R12的值即可实现对测量放大器放大倍数的调节,其前级主要用
于抑制共模信号及提高整个电路的输入电阻,并不承担主要的放大任务,放大主要由最后一级比例放大器来完成,因而在电阻选择上考虑到这方面因素,本设计前级放大器的放大倍数 50501005010010100)(101098351-=Ω
Ω+Ω+Ω∙ΩΩ-=++-
=k k k k k k R R R R R R A V
最后一级放大倍数 11
12
2R R A V -
=
而R12是一个100k Ω的电位器，R11阻值为10k Ω，故最后一级的增益最高可达500倍，最小增益可以小于1，完全可以满足实验的基本要求，但满足不了发挥部分的要求，因而在
实际制作中将R12改为200k Ω甚至更高阻值的电位器，即可满足放大倍数1~1000且手动可调的要求。

1.2. 设计内容
1.基础部分：
（1）差模电压放大倍数Aud =1到200，可手动调节；
（2）全量程最大输出电压大于等于±10V ，非线性误差﹤0.5%；
（3）通频带为0至10Hz ，最大输出时，输出端噪声电压的峰峰值小于500mV 。

（4）采集并显示放大器输出端电压，误差不超过1%。

2.发挥部分：
（1）差模电压放大倍数增大至1至500，减小噪声峰峰值； （2）通频带扩展至0至100Hz ；
（3）在输入共模电压+7.5V~-7.5V 范围内，共模抑制比大于60dB ； （4）其他。

1.3. 设计步骤
（1）、 查阅有关资料，完成总体设计框图 （2）、 完成设计框图各个部分的详细设计，并选择合适参数的电子元器件完成各部分电路，绘制电路原理图。

（3）、 统计所有元器件的参数和数量，购买元器件。

（4）、 将元器件依照电路原理图焊接至电路板上，完成电源的实物制作。

（5）、 调试电路，根据需要调节元件参数，必要时，替换个别元件。

2. 总体设计
（1） 桥式分压
（2） 直流电压放大器
3. 详细设计
见电路图
4.焊接及调试电路
4.1. 元件列表
元件类型参数数量
1
电阻
510Ω
5
10 KΩ
1
1 MΩ滑动变阻器
1
1 KΩ滑动变阻器
1
20KΩ滑动变阻器
4
10KΩ滑动变阻器
电容 2.2uF 4
芯片OP07CP 3
4.2. 焊接元件
依照以下步骤焊接元件、组装电路：
（1）、准备好电烙铁，剪刀、镊子、焊锡等工具，对电烙铁进行除氧化膜，涂焊锡等处理。

（2）、规划元件在电路板上的位置，注意元件的总体布局，兼顾美观，开关、变阻器位置应便于用户操作。

（3）、在电路板上插好元件，开始焊接，逐步完成各个模块到整个电路的焊接及连线。

（4）、检查焊点，观察有无虚焊点，对部分焊点进行修整。

4.3. 调试电路
（1）放大倍数和非线性度的测量：利用自制的电桥产生大小可调的差模电压，利用万用表分别测量放大器输入端和输出端的电压。

在保证输出端电压为10V的情况下改变输入差模电压进行全量程非线性度测量。

（2）通频带测量：利用信号发生器进行测量。

（3）共模抑制比测量方法：差模输入端短接并输入共模电压，将放大器放大倍数调至最大，测量输出端电压，利用公式CMRR=20lg（差模放大倍数/共模放大倍数）进行计算。

5.其他感想
5.1. 实践日志
人员：
地点：大学生科协实验室
时间：
第一阶段：2011年11月20日~23日
利用Multisim仿真软件进行设计电路、并对电路进行仿真。

第二阶段：2011年11月24日（星期四）
利用下午空闲时间按照设计电路的要求进行选取原件及电路排版焊接。

第三阶段，2011年11月25日~29日
分多次对电路进行修改调试、改正、完善。

并于11月29日上午10点28分完全实现发达倍数1~500倍可调等全部技术指标要求。

第四阶段，2011年12月10日
我工作小组三人分头整理工作介绍、工作日志、原理图。

5.2. 其他感想
这次电子技术课程设计，作为信息类专业学生的我终于能够和同伴设计并完成属于我们自己的电子制品，一切都在兴奋而又紧张的状态中进行。

虽然连续好几天天都去科协设计焊接，但也并不会觉得有多累，因为这是一个收获的过程，是一个成长的过程，也是一个为以后发展奠定基础的过程。

通过这次课程设计，复习和巩固了以前的的知识自是不用说，更重要的是这是一次将我们的理论知识运用于实践的的全新体验。

还有就是在整个设计制作过程中，小组成员之间（甚至不同组成员之间）密切配合，相互帮助，相互鼓励，共同完成了该次课程设计，增进了彼此之间的感情，锻炼了团结协作的能力。

这次设计虽然也有美中不足的地方，但是无论如何，这是我们第一次将所学知识运用于实践，并完成了一个电子装置的设计与实物制作，这一次特殊体验让我们获益匪浅。