小信號放大電路的探究畢業(yè)論文設(shè)計(已改無錯字)
2022-07-26 16:47:54 本頁面
【正文】 聯(lián)的單口網(wǎng)絡(luò),如圖341所示。下面不妨設(shè)R0分別為10Ω、20Ω畫出該電路的負(fù)載特性曲線，如圖342所示。（a）R0=10Ω（b）R0=20Ω圖342 不同內(nèi)阻的負(fù)載特性曲線從圖342中可以看到，當(dāng)R0=10Ω時獲得的功率較大。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(fù)載獲得更多的功率。正是因為這些特性，可以將電壓跟隨器看做是一個理想電壓源和一個阻值較小的電阻的串聯(lián)。由于內(nèi)阻很小決定其負(fù)載可獲得更多的功率，這樣有效的解決了電路帶負(fù)載能力不足的問題。同時，又因為電壓跟隨器的輸入電阻較大，所以對前級影響很小，起到隔離的作用。第四章 小信號放大電路的設(shè)計V+VV1+V1Vo1圖411 雙端輸入單端輸出放大電路Vo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。下面將看看信號的采集電路（輸入級差分放大電路），如圖411所示。該電路是用兩級差分放大電路構(gòu)成，第一級為雙端輸入雙端輸出差分放大電路，第二級為雙端輸入單端輸出差分放大電路，兩者構(gòu)成雙端輸入單端輸出差分放大電路。該電路通過兩級差分放大電路有效的抑制了共模信號（具有較高的共模抑制比）和溫漂給電路點來的影響，可以采集到質(zhì)量較好的差模信號。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 () ()所以。圖412 電路帶寬測量圖所謂的帶寬就是能使電路正常工作的頻率范圍，它是影響電路通用性的重要因數(shù)之一。一個帶寬較大的電路通用性就越強，反之則越弱。一般定義,增益下降到3dB（）處對應(yīng)的上下限截止頻率fH、fL之差，即BW=fHfL。又因為fH》fL，所以BW≈fH。下面將通過Multisim這個仿真軟件的波特測試儀測量圖411所示電路的幅頻響應(yīng)曲線來確定該電路的帶寬。電路帶寬測量的連接方式如圖412所示，測量數(shù)據(jù)如圖413所示。圖413 前級放大電路的幅頻響應(yīng)曲線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。下面將看看信號的放大電路（中間級電壓放大電路），如圖421所示。該電路是用運放組成的反相放大電路，可有效的解決信號幅值達不到要求的問題。Vo1Vo2圖421 中間級電壓放大電路因為運放處于線性放大區(qū)，由運放的虛短、虛斷特性可知Vo2=30Vo1,所以。圖422 電路帶寬測量圖由于第一節(jié)對帶寬進行了說明這里將不重復(fù)敘述。下面將通過Multisim這個仿真軟件的波特測試儀測量圖421所示電路的幅頻響應(yīng)曲線來確定該電路的帶寬。電路帶寬測量的連接方式如圖422所示，測量數(shù)據(jù)如圖423所示。圖423 中間級電壓放大電路的幅頻響應(yīng)曲線Vo2Vo3圖431 輸出級功率放大電路Vo2由于電路的輸出電阻較大，只能驅(qū)動小負(fù)載,而對于大負(fù)載無能為力。一般來說，要在電路輸出端加一個功率放大電路（電壓跟隨器）以提高電路的輸出功率，如圖431所示。該電路是用運放組成的同相放大電路，可有效的解決輸出信號功率不足的問題。因為運放處于線性放大區(qū)，由運放的虛短、虛斷特性可知,所以。由于第一節(jié)對帶寬進行了說明這里將不重復(fù)敘述。下面將通過Multisim這個仿真軟件的波特測試儀測量圖431所示電路的幅頻響應(yīng)曲線來確定該電路的帶寬。電路帶寬測量的連接方式如圖432所示，測量數(shù)據(jù)如圖433所示?？芍撾娐返膸捈s為330MHz。圖432 電路帶寬測量圖圖433 輸出級功率放大電路的幅頻響應(yīng)曲線以上各節(jié)已對電路各個模塊進行了設(shè)計和相關(guān)的計算?，F(xiàn)在要對其進行連接和計算，連接圖見附錄一所示。該電路可實現(xiàn)對低頻小電壓信號(幅值為10uV～100uV)進行放大，帶寬為0～，增益在90db左右。下面將對這些參數(shù)進行計算可測量。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。（約為90dB）。由于第一節(jié)對帶寬進行了說明這里將不重復(fù)敘述。下面將通過Multisim這個仿真軟件的波特測試儀測量系統(tǒng)電路（見附錄一）的幅頻響應(yīng)曲線來確定該電路的帶寬。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。圖441 小信號放大電路的幅頻響應(yīng)曲線第五章 電路元器件的排布及電源線和地線的處理完成對電路的相關(guān)設(shè)計只是一個基礎(chǔ)，要想制作出成品還有很多現(xiàn)實的問題要考慮，例如元器件的排布（干擾、散熱等）、電源線、信號線、地線等。下面兩節(jié)將具體探究其相關(guān)問題并提出相關(guān)的解決方法。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。對于線路的干擾（傳導(dǎo)），由于電壓信號的內(nèi)阻較小，易疊加；一些線路自身的干擾（熱電勢、接觸電勢）多以電壓形式出現(xiàn)。因此，合理的元器件排布對制作一個合格的成品至關(guān)重要。下面我們將探討一下常見的元器件排布。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)。這些器件產(chǎn)生的熱量，會使設(shè)備內(nèi)部溫度迅速上升，如果不及時將該熱量散發(fā)，設(shè)備會繼續(xù)升溫，器件就會因過熱失效，從而導(dǎo)致設(shè)備的可靠性將下降。以上是對常用元器件的排布做了簡要的探究，探究出了一般的排布規(guī)律，這樣排布不僅可以減小或消除干擾，而且還有利于電路的美觀。在制作成品布線的過程中，電源線和地線的處理是十分重要的，因為在整個過程中既使其它布線完成的都很好，但是由于電源線、 地線的考慮不周到而引起的干擾，會使產(chǎn)品的性能下降，有時甚至影響到產(chǎn)品的成功率，所以對電源線、 地線的布線要認(rèn)真對待，把電源線、地線所產(chǎn)生的噪音干擾降到最低限度，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。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。一般來說，它們的關(guān)系是：地線＞電源線＞信號線，通常信號線寬為：～，～,～ mm。對于關(guān)鍵的信號線要采取最佳措施，如
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