寬帶直流放大器的設(shè)計與實現(xiàn)原創(chuàng)論(編輯修改稿)
2025-07-09 09:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 計 [1] 當(dāng)集成運放正常工作時，若將輸入端 VI接地，則輸出端 UO應(yīng)為零，但由于輸入失調(diào)電壓的影響 （電路組成不合理，反饋過深），在輸入量為零時，輸出卻產(chǎn)生了一定頻率和一定幅度的信號，就產(chǎn)生了自激震蕩，因為輸入失調(diào)電壓是直流參數(shù)，對直流放大器影響嚴重，必須加以消除，本系統(tǒng)采用電位器和 RC 構(gòu)成高增益同向放大器的調(diào)零電路，如圖 2所示： 基本關(guān)系式為： Utf=[UccR1/(R1+R5)][R3/(R2+R3)] 若 R1R5, 則 Utf=(UccR1/R5)[R3/(R2+R1)] 其中 Utf表示失調(diào)電壓調(diào)整范圍，電位器選用溫度系數(shù)小的線繞電位器 。 依據(jù)此公式設(shè)計出各電阻的阻值， 當(dāng)輸入端電壓為零時，調(diào)整電位器 Rp的阻值，使輸出端電壓為零，消除因自激震蕩產(chǎn)生的電路不穩(wěn)定狀態(tài)。 R4+U1RpR5R2R1R3V e eV c cViVo RC 濾波器的應(yīng)用 為了增加 A/D轉(zhuǎn)換器輸入電壓的穩(wěn)定性，峰值檢波電路的輸出電壓先經(jīng)過濾波器濾波，再接入 A/D轉(zhuǎn)換器的輸入引腳。這個濾波器是由 RC 電路結(jié)合 OPA300 運算放 大器形成的有源 RC 濾波器。該濾波器有效地濾除了干擾信號，使輸入的有用信號更為穩(wěn)定 ，更加精確 。 圖 2 調(diào)零電路 4 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計與實現(xiàn) 信號放大模塊 信號放大模塊 主要 由 緩沖 隔離電路、壓控增益電路和固定增益電路組成 ，如圖 3所示 。 圖 3 信號放大電路 緩沖 隔離電路 （芯片 OPA842） 功能說明： 待 放大的輸入電壓里面含有噪聲和其他干擾因素，必須經(jīng)過隔離濾波以后才能輸送到下一級放大電路進行有效的放大， 此處由芯片 OPA842及其 輔助電路構(gòu)成運算 放大電路 電路， 提高了輸入阻抗，對小信號進行放大，并 完成電路隔離和阻抗變換。 電位器 R31和電阻 R21,R3,R22,R4構(gòu)成了調(diào)零電路，消除自激震蕩的干擾，使電路正常放大。 C為高頻濾波電容，取 C=1uF膽石電容。 壓控增益電路 （芯片 VCA810） 功能說明： 可變增益放大電路，主要作用是實現(xiàn)增益可調(diào)及 AGC功能，增益控制和 AGC功能都由單片機控制， 采用反饋的形式， 通過調(diào)節(jié)控制電壓（ Vc）來控制壓控增益放大器 VCA810 的放大 增益 ，從而控制正確的輸出。 固定增益電路 (芯片 THS3001) 功能 說明 ：單純的采用前面的 緩沖 隔離電路和放大電路無法有效的滿足發(fā)揮部分的電壓增益的控制部分，而且 VCA810 電路應(yīng)當(dāng)為微控制電路，所以在這一級要加上固定增益電路， 以提高放大倍數(shù)，可采用兩級三極管進行直接耦合和發(fā)射結(jié)直流負反饋來構(gòu)建，也可直接使用運放來進行放大，考慮到用三極管 制作使用原件較多，穩(wěn)定性差，且調(diào)試困難，所以 我們 采 用 TI 公司的高速增益放大器 THS3001 來搭建， 它是一個高速電流反饋運算放大器，具有非?？斓霓D(zhuǎn)換速率，很寬的帶寬，調(diào)節(jié)電位器 R12 的阻值 使的R12/R11=10 即增益為 20dB，此電路進一步增大了放大倍數(shù)，擴大了輸出電流，提升了放大器的驅(qū)動負載能力，提高了輸出電壓幅度。 峰值檢波電路 為了 精確 測量并顯示輸出信號的有效值 ,須加入峰值檢波電路 ,最簡單的峰值檢波電路僅僅由一個二級管和一個電容就可組成 ,但是為了提高精確度 ,我們在實驗中采用了由運放 OP37 所構(gòu)成的峰值檢波電路 ,如圖 4所示 .圖中 ,A1組成一線性半波整流電路 ,A2組成一加法電路 ,兩者構(gòu)成一線性全波整流電路 ,后端接上一電容后就實現(xiàn)了峰值檢波的目的 .此電路穩(wěn)定性較好 ,達到了峰值檢波的要求 . OPA842 VCA810 THS3001 5
畢業(yè)設(shè)計相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1