《模拟电子技术基础》课程设计说明书
目 录
摘 要 .............................................................. - 2 - Abstact .............................................................. - 2 - 1． 引言 ............................................................. - 3 - 2测量放大器 2.1任务 ................................................ - 4 -
2.1.1基本要求 ................................................... - 4 - 2.1.2 发挥部分 ................................................... - 5 - 2.2测试说明： ....................................................... - 5 - 3方案设计与论证： ................................................... - 7 -
3.4电源电路的设计： ............................................ - 10 - 3.4.1降压部分： ................................................ - 11 - 3.4.2整流部分： ................................................ - 11 - 3.4.3滤波部分： ................................................ - 12 - 3.4.4稳压部分： ................................................ - 12 - 3.5信号变换电路： .............................................. - 13 - 3.6单片机控制部分： ............................................ - 13 - 4主要的电路参数计算 ................................................ - 15 -
4.2电源参数的计算： ............................................ - 16 - 5电路调试： ........................................................ - 17 -
5.1调试所用仪器： .............................................. - 17 - 5.2电源参数测试： .............................................. - 17 - 5.3放大器放大性能的测试： ...................................... - 18 - 5.4测量放大器的频率响应测试： .................................. - 18 - 6元器件清单： ...................................................... - 20 - 7设计感想及总结： .................................................. - 21 - 8参考文献： ........................................................ - 23 -
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《模拟电子技术基础》课程设计说明书
摘 要
本设计主要由测量放大器、信号变换器、稳压电源三部分组成，测量放大器主要是实现对微信号的测量，主要通过运用集成运放组成测量放大电路实现对微弱电压信号的放大，要求有较高的共模抑制能力及较高的输入电阻，从而减少测量的误差及对被测电路的影响，并要求放大器的放大倍数可调以实现对比较大的范围的被测信号的测量，因而测量放大器的前级主要采用差分输入的方式，然后经过双端信号到单端信号的转换，最终经比例放大器进行放大，比例放大器的反馈电阻可以由D/A组成的电阻网络代替，通过单片机对其阻值进行控制，从而实现对放大倍数的控制，放大倍数可以由单片机控制键盘进行输入，控制液晶或数码管进行显示。信号变换电路主要实现一端信号输出到两端输出的转变，主要采用的是经过改进的差分式放大电路，信号变换在本设计中的用途主要是用于对测量放大电路的频率响应进行测试。稳压电源电路主要用于为运放及电桥供电，包括测量放大电路及信号变换器中的运放。
Abstact
The design is mainly maded of three parts of measuring amplifiers, signal converters, power supply. Measuring amplifier is mainly to achieve micro-signal measurements, primarily through the use of integrated operational amplifier circuit to enlarge the composition of
measurement of weak voltage signal amplification, requiring a higher common mode rejection capability and high input resistance, thereby reducing error of measurement and the impact of the circuit under test and it requires magnification adjustable amplifier in order to achieve greater contrast to the scope of the measured signal measurement. So differential input is the
measurement of the pre-amplifier i, and then after a two-terminal signal to the single-ended signal conversion, and ultimated by the ratio of amplifier amplification, the ratio of amplifier feedback resistor from D / A resistor network in place of the composition, through Singlechip its resistance to control, in order to control magnification. Magnification can be controlled by a single-chip keyboard input, control of liquid crystal or digital tube display. Signal transform circuit changes one end of the main signal output to two ends of output, mainly using an improved differential amplifier circuit, the main purpose of the signal transformation in the design is used for measuring the frequency response of amplifier for testing. Regulated power supply circuit is mainly used for the operational amplifier and power supply bridge, including the measurement and signal amplifier OPAMP Converter.
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1． 引言
测量放大器能够将微弱的电信号进行放大，在生活中应用也十分广泛，如在自动控制领域，往往需要用电压信号进行控制，也就必然离不开电压测量放大器，由于测量放大器应用十分广泛，因而现在已经有集成的测量放大器供使用了。本次课程设计就是围绕测量放大器展开的，同时还设计了放大器的一些外围电路，如电源电路和信号变换电路，测量放大器主要是通过运用集成运放将所测量的信号进行不失真的放大，并不对所测量的电路产生影响，这就需要测量放大器有较高的输入电阻和较高的共模抑制比。
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2测量放大器
2.1任务
设计并制作一个测量放大器及所用的直流稳压电源。参见图1。输入信号VI取自桥式测量电路的输出。当R1＝R2＝R3＝R4时，VI＝0。R2改变时，产生VI 1 0的电压信号。测量电路与放大器之间有1米长的连接线。
2.1.1基本要求
1)测量放大器
a. 差模电压放大倍数 AVD＝1～500，可手动调节； b. 最大输出电压为± 10V，非线性误差 < 0.5％ ；
c. 在输入共模电压+7.5V～－7.5V范围内，共模抑制比 KCMR >105 ； d. 在AVD＝500时，输出端噪声电压的峰－峰值小于1V； e. 通频带0～10Hz ；
f. 直流电压放大器的差模输入电阻≥2MW （可不测试，由电路设计予以保证）。 2)电源
设计并制作上述放大器所用的直流稳压电源。由单相220V交流电压供电。交流电压变化范围为＋10％～－15％。
3) 设计并制作一个信号变换放大器，参见图2。将函数发生器单端输出的正弦电压信号不失真地转换为双端输出信号，用作测量直流电压放大器频率特性的输入信号。
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2.1.2 发挥部分
（1）提高差模电压放大倍数至AVD＝1000，同时减小输出端噪声电压。
（2）在满足基本要求(1)中对输出端噪声电压和共模抑制比要求的条件下，将通频带展宽为0～100Hz以上。
（3）提高电路的共模抑制比。
（4）差模电压放大倍数AVD可预置并显示，预置范围1～1000，步距为1，同时应满足基本要求(1)中对共模抑制比和噪声电压的要求。 （5）其它（例如改善放大器性能的其它措施等）。
2.2测试说明：
基本要求部分 1)测量放大器
a. 差模电压放大倍数的测量:通过改变R2的阻值产生差模输入电压信号。
b. 非线性误差的测量：在AVD=100的条件下，分别测量VI为± 25mV、± 50mV、± 75mV、± 100mV时的输出电压，求出非线性误差的最大值。
c. KCMR的测量：在AVD=500、VI＝0的条件下，分别测出VA＝＋15V、VB＝0和V
A＝0、VB＝－15V
时的共模电压放大倍数，取较大的一个计算KCMR。
d. 输出端噪声电压的测量：在R1＝R2＝R3＝R4、VI＝0的条件下，用示波器测量输出端噪声电压峰－峰值。
e. 通频带的测量：用信号变换放大器取代桥式测量电路，信号变换电路的输入信号由函数发生器或低频信号发生器给出。
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