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小信號放大電路的探究畢業(yè)論文設(shè)計-全文預(yù)覽

2025-09-23 16:17 上一頁面

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【正文】 的指導(dǎo)老師 王 老師的親切關(guān)懷與細心指導(dǎo)下完成的。畢竟 “經(jīng)師易得,人師難求 ”,這種無私奉獻的敬業(yè)精神令人欽佩, 希望借此機會向 王 老師表示最衷心的感謝 ! 與此同時,我也要感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這四年來給予我的指導(dǎo)和幫助,是他們教會了我許多專業(yè)知識,教會了我如何學(xué)習(xí),教會了我如何做人。 第 26 頁 附錄 附錄一 系統(tǒng)電路圖 Vi Voi 第 27 頁 附錄 二 系統(tǒng)帶寬測量圖 第 28 頁 附錄三 OPA842ID 相關(guān)參數(shù) 制造商 : Texas Instruments 產(chǎn)品種類 : 高速 Op 放大器 RoHS: 是 通道數(shù)量 : 1 Channel 電壓增益 dB: 110 dB 輸入補償電壓 : mV 轉(zhuǎn)換速度 : 400 V/us 工作電源電壓 : 12 V 電源電流 : mA 安裝風(fēng)格 : SMD/SMT 封裝 / 箱體 : SOIC8 封裝 : Tube 共模抑制比(最 小值) : 85 dB 增益帶寬生成 : 200 MHz 輸入偏流(最大值) : 35 uA 最大工作溫度 : + 85 C 最小工作溫度 : 40 C 輸出電流(典型值) : 100 mA 產(chǎn)品 : Voltage Feedback Amplifier 穩(wěn)定時間 : 15 ns 第 29 頁 附錄四 系統(tǒng) PCB 印刷板 第 30 頁 附錄五 系統(tǒng)焊接電路元器件清單 電子元器件 型號 數(shù)量 R3 2K 1 R10 1 R4,R6,R8 10K 3 R1,R2,R5,R7 100K 4 R9 300K 1 C1~C9 100uF 9 OPA842ID 5 導(dǎo)線 若干 通用板 1 。在大學(xué)階段,我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺,這除了自身的努力、各位老師、同學(xué)、朋友的關(guān)心、支持和鼓勵外,還與母校給予我良好的學(xué)習(xí)環(huán)境是分不開的。在此過程中,我遇到了很多的問題。只有具備了這些素質(zhì)才能高質(zhì)量、高 標準的完成畢業(yè)論文。 本課題介紹了基于 OPA842ID 的小信號放大電路的探究和設(shè)計,主要目的是把微弱的電 壓信號進行無失真的放大傳輸。如果實在無法解決,我會向同學(xué)或老師請教。 第 23 頁 結(jié)束語 為期一個月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束,在這期間我經(jīng)歷了從選題、相關(guān)知識的學(xué)習(xí)、相關(guān)資料的查找、分析課題、電路的設(shè)計到學(xué)習(xí)軟件、總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)及書寫畢業(yè)論文的過程。 電源線和地線的布線規(guī)則如下: 在電源、地線之間加上去耦電容; 盡量加寬電源線、地線寬度,最好是地線比電源線寬。 我們一般以運算放大器等集成器件為中心向四周排布,將產(chǎn)生相互干擾的器件隔離或加大它們之間的距離以減小或消除干擾;變壓器、功耗管等器件放在電路板的邊緣,因為這些器件 在工作期間所消耗的電能,除了有用功外,大部分轉(zhuǎn)化成熱量散發(fā)。 因為小電壓信號本身的能量較小容易被噪聲所淹沒,所以小電壓信號最容易受到干擾,常見的干擾有: 來 自 空間 的 干擾(輻射)多由電磁 感應(yīng)引起,電磁感應(yīng)的結(jié)果是電壓 。電路帶寬測量的連接方式見附錄二所示,測量數(shù)據(jù)如圖 441 所示。 電壓放大倍數(shù) Av 前 幾 節(jié) 已 對 各 個 模 塊 的 參 數(shù) 進 行 了 計 算 可 直 接 利 用 計 算 結(jié) 果 。 圖 433 輸出級功率放大電路的幅頻響應(yīng)曲線 圖 432 電路帶寬測量圖 第 21 頁 以上各節(jié)已對電路各個模塊進行了設(shè)計和相關(guān)的計算。 圖 423 中間級電壓放大電路的幅頻響應(yīng)曲線 Vo2 Vo3 圖 431 輸出級功率放大電路 Vo2 第 20 頁 帶寬分析 由于第一節(jié)對帶寬進行了說明這里將不重復(fù)敘述。 Vo1 Vo2 圖 421 中間級電壓放大電路 圖 422 電路帶寬測量圖 第 19 頁 由于電路的輸出電阻較大,只能驅(qū)動小負載 ,而對于大負載無能為力。 帶寬分析 由于第一節(jié)對帶寬進行了說明這里將不重復(fù)敘述。 圖 413 前級放大電路的幅頻響應(yīng)曲線 圖 412 電路帶寬測量圖 第 18 頁 該電路的作用主要是 完成高倍的電壓信號放大作用 ,由于前級電路輸出信號達不到幅值要求,需要采用一 級電壓放大電路以滿足對信號的幅值要求。又因為 fH》 fL,所以 BW≈fH。 電壓放大倍數(shù) Av1 因為運放處于線性放大區(qū),由運放的虛短、虛斷特性和 式( ) 可知 )(101)()12 100100()()1( 3 2111 ???????? ????????????? VVVVK KKVVR RRVV () )(1010)(10 111 ???? ?????? VVVVV o () 所以 1 0 1 011 ???? ?? VV VoAv。 圖 341 戴維南等效電路 ( a) R0=10Ω ( b) R0=20Ω 圖 342 不同內(nèi)阻的負載特性曲線 第 16 頁 第四章 小信號放大電路的設(shè)計 信號的采集是整個電路的一個重要環(huán)節(jié),采集到的信號的好壞決定其是否可用。因為該等效電路的內(nèi)阻較小,在串聯(lián)的情況下消耗的功率較小,從而使得負載獲得更多的功率。但實際情況是輸入電阻 Ri 一般為兆歐級別、輸出電阻 Ro 一般只有幾個歐姆甚至更小、電壓放大倍數(shù) Av 略小于 1。一般來說,解決這一問題的方法是在輸出端接一個功率放大電路(電壓跟隨器)。而 ( b) 圖接偏置電阻 R3,當(dāng) Vi=0 時 ,即使輸入偏置電流 IIB存在使得 Vn≠0、 Vp≠0,但由于 Vp=Vn,即 Vid=VpVn=0 可得到 Vo=0。 一般來說,在接地端加一個偏置電阻 ( R3=R1//R2) ,如圖 332( b) 所示。 輸入偏置電 流是指集成運放兩個輸入端靜態(tài)電流的平均值,如圖 第 14 頁 331 所示。由于這個緣故。因為溫度變化時,運放的輸入失調(diào)電流和輸入失調(diào)電壓會發(fā)生變化,對電路產(chǎn)生一定的影響。 ( 3)輸入信號為差模信號 Vid 和共模信號 Vic 的疊加 當(dāng)輸入信號電壓 2idic VVV ???, 2idic VVV ???時 ,可知輸出電壓為: ido VVVVVV ????????? ???? 1 0 1 0)(1 0 1 0)(10 11 () 即雙端輸入單端輸出差分電路只放大差模信號,而抑制共模信號。這種輸入方式稱為差模輸入。下面將引入一種差分電路即兩個參數(shù)完全相同的運放組成的對稱電路和一個雙端輸入單端輸出的差分放大電路,如圖323 所示。同樣不能用外接調(diào)零裝置來補償。高質(zhì)量的放大器常選用低溫漂的器件來組成,一般約為 177。顯然電阻因溫度差產(chǎn)生的熱電動勢,對于精密放大電路,需要考慮溫度場的影響。如圖 321 所示,由運放的虛短、虛斷特性可得: 21311 R VVR VVR VV ?????? ????? () 由式 ()可知 ??? ??? VRRVRRV 31311 )1( () 圖 314 加濾波電容的電路 輸入 輸出 第 11 頁 ??? ???? VRRVRRV )1( 32321
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