1、模電部分：一、設(shè)計(jì)題目測(cè)量放大器二、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)使用運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)一套用于交流信號(hào)測(cè)量的放大器模塊。2.2 設(shè)計(jì)要求第一部分：信號(hào)變換放大器設(shè)計(jì)并制作一個(gè)信號(hào)變換放大器，參見下圖。將函數(shù)發(fā)生器單端輸出的正弦電壓信號(hào)不失真地轉(zhuǎn)換為雙端輸出信號(hào)，以此作為差動(dòng)放大器的輸入信號(hào)。v+G函數(shù)尸發(fā)生器士信號(hào)變換工畝大器0信號(hào)變換電路，將單線輸入信號(hào)分別經(jīng)過兩個(gè)運(yùn)算放大器，一個(gè)接成跟隨器，另一個(gè)接成反相比例放大器，這樣通過簡(jiǎn)單基本的運(yùn)算放大電路就將單端輸入信號(hào)變換成雙端輸出。第二部分：差動(dòng)放大器設(shè)計(jì)、制作一個(gè)測(cè)量用的差動(dòng)放大器，參見下圖。輸入信號(hào)Vi取自橋式測(cè)量電路的輸出，當(dāng)R1=R2=R

2、3=R4時(shí)，Vi=O。R2改變時(shí)，產(chǎn)生Vi不為零的電壓信號(hào)。測(cè)量電路與放大器之間有1米長(zhǎng)的連接線。設(shè)計(jì)要求：1、差模電壓放大倍數(shù)AVD=1500,可手動(dòng)調(diào)節(jié)；2、最大輸出電壓為土10V,非線性誤差<0.5%；3、在輸入共模電壓+7.5V一7.5V范圍內(nèi)，共模抑制比KCMR>100000；4、在AVD=500時(shí)，輸出端噪聲電壓的峰一峰值小于1V；5、通頻帶010Hz。第三部分：前置放大器（設(shè)計(jì)目標(biāo)是達(dá)到最高的帶寬增益積）設(shè)計(jì)要求：1、被測(cè)輸入正弦波信號(hào)最小幅度為有效值10毫伏；（輸入幅度盡量小）2、頻率為100HZ10KHZ；（上限頻率盡量高）3、放大器增益達(dá)到40dB。（增益盡量高

3、）2.3參考元器件和芯片OP07,電位器，電阻、電容若干三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3.1材料清單元件名稱元件標(biāo)稱值及型號(hào)數(shù)量電阻2.7kQX2，10kQX12,47kQX2電位器100kQX1集成電路OP07X53.2關(guān)鍵器件的選取及說(shuō)明OP07選擇：OP07芯片為低噪音，非斬波穩(wěn)定為零的雙極運(yùn)算放大器集成電路。有低失調(diào)、低漂移、低噪音、低偏置電流等優(yōu)點(diǎn)。OP07輸入偏置電流低點(diǎn)和開環(huán)增益高，特別適合高增益的測(cè)量裝置和放大傳感器的微弱信號(hào)等。該課設(shè)置實(shí)驗(yàn)中的一級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換放大器采用一對(duì)OP07，達(dá)到運(yùn)輸?shù)臏?zhǔn)確一致，實(shí)現(xiàn)對(duì)差動(dòng)模式信號(hào)的放大作用，后一級(jí)差動(dòng)分配也使用OP07，共觸抑制良好效果實(shí)現(xiàn)結(jié)果。OP07的

4、管腳圖及功能管腳號(hào)功能1,8號(hào)偏置平衡端（調(diào)零端）2號(hào)反相輸入端3號(hào)正向輸入端4號(hào)接地端5號(hào)空腳6號(hào)輸出端7號(hào)接電源+3.3設(shè)計(jì)框架通過設(shè)計(jì)框圖我們將電路分為兩個(gè)模塊，分別是信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、差動(dòng)放大模塊。基本思路為：函數(shù)發(fā)生器單端輸出正弦電壓信號(hào)通過由跟隨器和反向比例放大器組成的信號(hào)變換放大器不失真地轉(zhuǎn)換為雙端輸出信號(hào)，輸入差動(dòng)放大器來(lái)達(dá)到放大的目的。3.4系統(tǒng)各部分電路說(shuō)明與操作1.信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊該模塊電路的只要作用是將函數(shù)發(fā)生器單端輸出的正弦電壓信號(hào)不失真地轉(zhuǎn)換為雙端輸出信號(hào)。仿真圖：Fyat-宀_inur(Ml>.iipsv51Q:XFGlVCC-“,一15W-1SV15Vvee-R1

5、-VWVCC-W%：110KO:為了使信號(hào)不失真，應(yīng)該保證電路的對(duì)稱性。電壓跟隨器A1的電壓增益Vo1/Vi=1，反向比例放大器A2的電壓增益Vo2/Vi=-l/2,則總增益Vo/Vi=(VolVo2)/Vi=1。下面推導(dǎo)信號(hào)變換放大器的電壓增益關(guān)系式：電壓跟隨器，電壓增益：Vol/Vi=Rl/(Rl+R2)=l/2當(dāng)R1=0時(shí)：Vol二Vi反相比例放大器，電壓增益：Vo2/Vi=-R3/R1當(dāng)R3二R5=10kQ時(shí)：Vo2二-Vi反相比例放大器同相端對(duì)地電阻R4為平衡電阻。總增益Vo/Vi=12.差動(dòng)放大模塊本模塊用于放大輸入信號(hào)仿真圖：R6丄R16-VE8JILT-15V10k<2K

6、FG3；OP07CPKFG2R91dlcQ''-V£E-15V''VwU：.：.：1DKQ.-R1S-6AA-；柵口ju4；OP07CRR&.：¥二OP07CP:W7T:iDknR13;1QKO：差模電壓增益：Avd=(l+2R12/R18)R7/R8三、實(shí)驗(yàn)調(diào)試3.1 調(diào)試順序說(shuō)明我們的方案是從左到右的順序進(jìn)行調(diào)試，所以我的調(diào)試順序是首先調(diào)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，然后是差動(dòng)放大模塊。3.2 調(diào)試步驟的具體說(shuō)明在調(diào)試電路之前我們先接了電壓跟隨器來(lái)測(cè)試5個(gè)0P07芯片是否是正常的,通過檢查5個(gè)芯片都是正常的。首先調(diào)試了信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，我們按照管腳圖

7、連好信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的電路，并將其于示波器相連接。發(fā)現(xiàn)是兩條大小相等、方向相反的正弦波。說(shuō)明我們信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊成功了。信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的調(diào)整完成后，開始調(diào)整差動(dòng)放大模塊。將此模塊連接到上一個(gè)模塊。即，輸入信號(hào)大小相等，方向是相反的正弦波信號(hào)，連接輸出端子和示波器，觀察輸出波形是不是歪斜，連接輸出端子和毫伏表觀察倍率。輸出的波形清除正常,不過，開始時(shí)100Hz,10mv的情況成為100倍的倍率,不過，是10kHz，10mv的情況擴(kuò)大的倍數(shù)不達(dá)到要求。隨后我們加入了一個(gè)前置放大器，使其放大倍數(shù)達(dá)到700倍，符合實(shí)驗(yàn)要求。但再5mv時(shí)受噪聲干擾仍然很大，波形不太清晰，但可以分辨。至此，測(cè)量放大器的實(shí)驗(yàn)全部結(jié)束

8、了。3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果放大器實(shí)驗(yàn)圖實(shí)際連線圖：!=iJ:四、收獲和體會(huì)首先，作為一名來(lái)自生命科學(xué)與生物工程學(xué)院的生物醫(yī)學(xué)工程的學(xué)生，我雖然是學(xué)工科，學(xué)習(xí)電路基礎(chǔ)分析，模擬電子技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)，信號(hào)與系統(tǒng)等有關(guān)電子技術(shù)類的課程然而直到上了這門課一電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)II我才真正接觸了那些芯片、運(yùn)放、電位器、電阻等,以前的我從未接觸過這些原件。其次，由于學(xué)院給我們排課使我們沒有上過電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)I,直接讓我們上電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)II,我們?cè)谇皫字苌险n時(shí)可以說(shuō)是一無(wú)所知，甚至連最基礎(chǔ)的電源都不會(huì)使用。然而在張國(guó)英老師的教導(dǎo)下，讓我們從零學(xué)起，慢慢地熟悉實(shí)驗(yàn)室的各種儀器以及他們的功能。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)課遇到了很多問題和阻礙

9、，但我們從中收獲了很多。在測(cè)量放大器的連接電路的時(shí)候，我們的電路連接不太穩(wěn)定。在我們連接完信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊后并成功顯示兩個(gè)大小相同振幅相反的波形，但下周我們?cè)賮?lái)調(diào)試的時(shí)候發(fā)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊不能正常工作，示波器顯示的波形都是亂的。接下來(lái)我們花了一個(gè)小時(shí)的時(shí)間來(lái)檢查電路，最后發(fā)現(xiàn)是導(dǎo)線的一個(gè)管腳插錯(cuò)了，很有可能是我們?cè)诤?jiǎn)化電路的時(shí)候不小心差錯(cuò)的。由此可見，一個(gè)插錯(cuò)管腳的錯(cuò)誤消耗了我們一個(gè)小時(shí)的時(shí)間。所以在接電路的時(shí)候一定要細(xì)心不出錯(cuò)。在調(diào)試電路的時(shí)候一定要堅(jiān)持重點(diǎn)論，抓住問題的主要矛盾和矛盾的主要方面，當(dāng)主要矛盾和矛盾的主要方面解決完后再著力于次要矛盾和矛盾的次要方面。即優(yōu)先達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，理解并體會(huì)電路的結(jié)構(gòu)和作用，再開始解決電路設(shè)計(jì)問題，電路連接問題。總得