測(cè)量放大器課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-27 04:11 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 調(diào)節(jié)電位器即可實(shí)現(xiàn)對(duì)放大倍數(shù)的控制。該電路的優(yōu)點(diǎn)是，電路簡(jiǎn)單，原件較少，A1和A1兩個(gè)放大器組成差分放大電路，可以有效地抑制共模信號(hào)，并且為雙端輸出，其共模放大倍數(shù)理論為0，因而可以大大的提高共模抑制比，并且由于輸入信號(hào)V1和V2都是AA2的同相端輸入，根據(jù)虛短和虛斷，流入放大器的電流為0所以輸入電阻Ri，并且要求兩運(yùn)放的性能完全相同，這樣，線路除具有差模．共模輸入電阻大的特點(diǎn)外，兩運(yùn)放的共模增益、失調(diào)及其漂移產(chǎn)生的誤差也相互抵消，但由于本實(shí)驗(yàn)要求放大倍數(shù)可以調(diào)節(jié)，通過(guò)電位器調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，電位器的阻值無(wú)法準(zhǔn)確獲得，因而放大倍數(shù)無(wú)法準(zhǔn)確得到，因而，本方案并不能完全滿足實(shí)驗(yàn)要求，故舍棄本方案。圖二 方案二電路圖方案三：主要是對(duì)第二種方案的合理改造，如圖三所示，電路前級(jí)放大仍然采用差分式輸入的方式，采用雙端輸入雙端輸出，能有效的提高抑制共模抑制比，并且由于，電路了零漂的影響主要來(lái)自第一級(jí)放大，因而第一級(jí)采用了差分式輸入的方式，就能有效的提高整個(gè)電路的共模抑制能力，然后再通過(guò)A3進(jìn)行信號(hào)變換，將雙端輸入信號(hào)轉(zhuǎn)變成為單端出，為提高電路的共模抑制能力，A3為節(jié)約成本仍采用OP07，為提高其共模抑制能力以及精準(zhǔn)度，為其加入了調(diào)零電路，并且為保證電路對(duì)稱，用固定電阻R6與可變電阻R7串聯(lián)后與R5進(jìn)行匹配，從而提高電路的對(duì)稱性，減少溫度漂移的影響，然后再接一級(jí)比例放大，通過(guò)調(diào)節(jié)R12的阻值即可改變整個(gè)電路的放大倍數(shù)，經(jīng)過(guò)仿真測(cè)試，基本能滿足實(shí)驗(yàn)要求，并且對(duì)于擴(kuò)展部分，可以將R12用一個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)代替，用單片機(jī)對(duì)其阻值進(jìn)行控制即可滿足放大倍數(shù)的調(diào)節(jié)，并且經(jīng)過(guò)理論分析基本可以滿足步進(jìn)為1的要求，鑒于以上原因，將采用本電路。OP07作為常用的運(yùn)放主要以下特點(diǎn)：1) 低的輸入噪聲電壓幅度— μVPP ( ～ 10Hz)2) 極低的輸入失調(diào)電壓—10 μV3) 極低的輸入失調(diào)電壓溫漂— μV/ ℃4) 具有長(zhǎng)期的穩(wěn)定性— μV/MO5) 低的輸入偏置電流—177。 1nA6) 高的共模抑制比—126dB7) 寬的共模輸入電壓范圍—177。14V8) 寬的電源電壓范圍—177。 3V ～177。 22V9) 可替代72108A、74AD510 等電路圖三 方案三電路圖：電源電路主要由變壓部分，整流部分，濾波部分，穩(wěn)壓部分組成，在能滿足實(shí)驗(yàn)要求的基礎(chǔ)上，盡可能簡(jiǎn)化電路，采用的是比較常用的穩(wěn)壓電源電路，主要利用兩個(gè)穩(wěn)壓芯片，LM7815及LM7915產(chǎn)生所需要的的電壓輸出，其電路如圖四所示：圖四 直流穩(wěn)壓電源電路由于運(yùn)放需要雙電源供電，因而采用雙輸出的變壓器實(shí)現(xiàn)雙電源的輸出，運(yùn)放所需要的電源為所以采用15V輸出的變壓器足以滿足要求，對(duì)于該穩(wěn)壓電源的基本原理簡(jiǎn)要說(shuō)明如下：圖五 電路各個(gè)部分圖：降壓部分主要由變壓器組成，由于要為雙電源的運(yùn)放供電，因此要采用三抽頭的變壓器從而可以得到相位相反的兩個(gè)15V的交流源，輸入到下一級(jí)的整流橋，變壓器的型號(hào)為15V的輸出，功率要大于10W。：整流部分主要由四個(gè)二極管組成的整流橋組成，依據(jù)二極管的單向?qū)щ娦裕瑢⑺膫€(gè)二極管分為兩組，根據(jù)變壓器副邊電壓的極性分別導(dǎo)通，將變壓器副邊電壓的正極性端與負(fù)載電阻的上端相連，負(fù)極性端與負(fù)載電阻的下端相連，使負(fù)載上始終可以得到一個(gè)單方向的脈動(dòng)電壓。橋式整流電路的優(yōu)點(diǎn)是輸出電壓高，紋波電壓較小，管子所承受的最大反向電壓較低，同時(shí)因電源變壓器在正、負(fù)半周內(nèi)都有電流供給負(fù)載，電源變壓器得到了充分的利 圖六 整流電壓波形 用，效率較高。經(jīng)過(guò)整流后電路中的電流及電壓的波形變化如右圖所示。整流部分采用的是成品的整流堆，耐壓值要高于45V。：濾波部分主要有兩個(gè)容量很大的電容構(gòu)成，利用的是大電容充放電時(shí)間較長(zhǎng)的原理，將整流后的波形進(jìn)一步平整化，為后一級(jí)的穩(wěn)壓部分提供近似于直流 圖七 濾波后波形的電源，濾波后的波形如右圖所示。實(shí)驗(yàn)電路中電容的容量取3300uF，足以滿足實(shí)驗(yàn)的要求。 ：穩(wěn)壓部分主要有穩(wěn)壓芯片組成，在穩(wěn)壓芯片兩端各加一個(gè)用于頻率補(bǔ)償?shù)碾娙荩乐巩a(chǎn)生自激，經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓后，輸出基本為穩(wěn)定的直流，能夠滿足設(shè)計(jì)電路的供電要求。穩(wěn)壓芯片選用的是常用的LM7815和LM7915，其中，LM7815輸出的是正的15V，而LM7915輸出的是負(fù)的15V。尾端加的47uF的電容主要是用于濾除電路中可能存在的高頻影響。穩(wěn)壓芯片lm7815的主要參數(shù)：輸出電流可達(dá)1A輸出電壓有： 15V輸出晶體管SOA 保護(hù) 7815極限值（Ta=25℃）VI輸入電壓(VO=5~18V) 35V (VO=24V) 40VRθJC熱阻（結(jié)到殼）5℃/W RθJA熱阻（結(jié)到空氣）65℃/WTOPR工作結(jié)溫范圍0~125℃ TSTG貯存溫度范圍65~150℃7915參數(shù)：相關(guān)引腳：1―地，
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