模拟电子技术课程设计(反向比例放大器)

模拟电子技术课程设计报告

题目：基本运算电路（反相比例运算）

专业：通信工程

班级： 09通信（二）班

姓名： 2222

指导教师： 2222

电气工程系

2011年5月25日

课程设计任务书

学生班级：09通信（二）班学生姓名：徐伟星学号：0909131069

设计名称：基本运算电路（反相比例运算）

起止日期：2011-5-23——2011-5-29

指导教师：周珍艮

前言

反相比例运算电路是一门发展迅速、实践性和应用性很强的电子线路。为了适应现代电子技术飞跃发展的需要，更好的培养21世纪应用型电子技术人才，需要在加强学生基础理论学习的同时，还要加

强实验技能的训练。提高动手能力和课堂理论知识是相辅相成的。将理论知识、课题内容的作业、讨论与技能训练相结合，融为一体，课程设计以此为目的使能力培养贯穿于整个教学过程。

本次课程设计综合了模拟电路电子线路中的许多理论知识，它使我们学过的相关理论知识得到更好的巩固，并使理论知识与实际问题相联系。提高自己的动手实践能力、安装与检测电路的能力。其中主要涉及到的基础知识有集成运放的应用，放大电路的分析方法和应用，负反馈放大电路与基本运算电路的性能与作用，基本偏置电路的设计及其应用等。在设计的过程中还涉及到了应用Protel制作原理图的一些基础知识。对于综合运用所学过的知识有一定的帮助和巩固。

限于学生能力有限、时间创促和初次设计制做，设计中难免存在错误、错漏和不妥之处，恳请老师给予指正，在此致谢。

编者徐伟星

2011年5月26日

目录

第一章、电路工作原理及基本关系式

1.1设计任务及目的- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - -5

1.2 电路工作原理- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5

1.3、反相比例运算电路的特点- -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6

1.4 反相比例放大电路的运用- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 第二章、电路设计与调试

2.1 电路设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7

2.1电路相关分析- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -7

2.2电路相关研究- - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 10 第三章、实验总结

附录A 元件清单

参考文献

第一章、电路工作原理及基本关系式

1.1设计任务及目的

任务：利用集成运放在各种运算电路上的一些应用设计一个反相比例运算电路，并测量反相比例运算放大器的电压增益。测定反相比例运算放大器输出与输入电压波形之间的相位差。

目的:

1、学习反相比例运算电路的设计方法；

2、测量反相比例运算放大器的电压增益，并比较测量值与计

算值。

3、测定反相比例运算放大器输出与输入电压波形之间的相位

差。

4、学会上述电路的测试和分析方法

1.2 电路工作原理：

•运算放大器有反相输入端（－）和同向输入端（+）

如将同向输入端接地，反向输入端加信号，则输出信号和输入信号反相，一般运算放大器的开环放大倍数非常高，加入负反馈可限制放大，使其稳定，频率特性得到改善。

图中是运算放大器电路。由于Vo未达饱和前,反向输入端Vi与同向输入端的电压V相等(都是零),因此I=Vi/R1,再由于流入反向端的电流为零,因此 U-=I ×R f =(Vi ×R f)/R1 ,因此Vo=－u-=－(Rf/R1) ×Vi

Rf如改为可变电阻,可任意调整电压放大的倍数,但输出波形和输入反相。

1.3反相比例运算电路特点：

1）反相端为虚地，所以共模输入可视为0，对运放共模抑制比要求低。

2）输出电阻小，带负载能力强。

3）要求放大倍数较大时，反馈电阻阻值高，稳定性差。

4）如果要求放大倍数100，R1=100K，Rf=10M。

1.4 反相比例放大电路的应用

(一)积分器：将原来反相放大器R2电阻，换成一颗电容器C2 此时输入信号Vi与输出信号Vo之关系，形成一积分关系。

(二)微分器：将原来反相放大器R1电阻，换成一颗电电容器C ，

此时输入信号Vi与输出信号Vo之关系，即变形成一微分关系。

(三) 加法器：若将反相放大器稍微变化一下，此时输入信号与

输出信号Vo之关系，若R1 ＝ R2 ＝ R3 ＝...＝ Rn ＝ Rf，就可简化为Vo ＝－(V1+V2+V3+...+Vn)，

第二章、电路设计与相关调试

2.1 电路设计

如图用一个集成运放、一个电阻R1、一个电阻R2、一个Rf电阻构成一个带有部分正负馈的反向比例运算放大器。

2.2电路相关分析

引入部分正负馈可以实现高增益放大，在上图中，输入电压u1经电阻R1加到集成支放的反相输入端，其同相输入端经电阻R2接地。输出电压u0经RF接回到反相输入端。集成运放的反相输入端和同相输入端，实际上是运放内部输入级两个差分对管的基极。为使差动放大电路的参数保持对称，应使两个差分对管基极对地的电阻尽量一致，以免静态基流流过这两个电阻时，在运放输入端产生附加的偏差电压。因此，通常选择R2的阻值为

R2=R1 // RF R2用于消除偏置电流引起的误差

经过分析可知，反相比例运算电路中反馈的组态是电压并联负反馈。由于集成运放的开环差模增益很高，因此容易满足深负反馈的条件，故可以认为集成运放工作在线性区。因此，可以利用理想运放工作在线性区时“虚短”和“虚断”的特点来分析反相比例运算电路的电压放大倍数。