電壓抬公升電路設計

2021-10-06 13:42:59 字數 1612 閱讀 3253

一、實驗目的

掌握整合運放電壓放大電路設計基本方法。

掌握基本儀器使用方法(電源、訊號發生器、示波器)。

二、實驗內容及結果

實驗內容

基於整合運放設計一感測器訊號採集電路。感測器輸出訊號在±50mv,頻率為100hz以內,模數轉換器允許輸入電壓在0~5v,要求設計感測器與模數轉換器之間的訊號採集電路,實現感測器訊號放大10倍,並適合模數轉換器的輸入。模數轉換器的輸入電阻為1khz,設計電路時,可使用1khz電阻作為訊號採集電路負載,代替模數轉換器。

實驗具體要求如下:

(1)確定電路形式,說明電壓轉換的原理。

(2)確定電路中運放的型號,簡單說明能夠滿足訊號頻寬的依據。

(3)確定電路其它元件引數。

(4)利用altium designer繪製原理圖。

2. 實驗結果

(1)在下方列出所設計電路的原理圖(altium designer完成,確定電路中所有器件的型號和引數)

圖1 所設計電路的原理圖(altium designer)

(2)結合所設計的電路圖說明該電路的工作原理。(給出該電路輸出電壓與輸入電壓的表示式,說明輸出是否滿足設計要求) multisim**檔案鏈結.

圖2 所設計電路的原理圖(multisim)

由multisim電路**得:

電路前半部分為電壓抬公升電路vin1 = ±50mv,vin2 = 50mv

抬公升後的輸入ui = 0—100mv

後半部分為同相比例運算放大電路uo = (1+rf/r4) ui = (1+9)ui = 10ui

所以最後輸出uo範圍為0—1v

(3)說明整合運放的選型依據,參考整合運放資料手冊,給出相關指標,說明能夠滿足頻寬要求的依據。

選擇的整合運放為ne5532

理由:ne5532是高效能低雜訊雙運算放大器(雙運放)積體電路。與很多標準運放相似,但它具有更好的雜訊效能,優良的輸出驅動能力及相當高的小訊號頻寬,其小訊號頻寬達到10mhz,功率頻寬為140khz,且具有電源電壓範圍大等特點。故ne5532運放能夠滿足頻寬要求。

(4)當輸入訊號幅度為50mv,頻率為100hz時,分別給出電路輸出訊號和輸入訊號的波形,並指出輸出訊號的最大值、最小值和頻率值。(用示波器波形截圖,示波器螢幕中帶有輸出訊號最大值、最小值和頻率值的顯示)

電路**如下圖,可以看到電壓抬公升效果良好

圖3 輸出訊號波形圖

三、實驗思考題

1、電壓放大電路的頻寬主要取決於整合運放的哪個引數?

答:主要取決於整合運放的頻寬增益。

2、是否存在開環增益不受訊號頻率影響的整合運放?如果存在請說明該運放的型別。

答:不存在開環增益不受訊號頻率影響的整合運放。

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