集成运算放大器放大电路仿真设计.pdf

课程设计题目：集成运算放大器放大电路仿真设计 学生姓名： 学 号： 院 系： 专业班级： 指导教师姓名及职称： 起止时间： 课程设计评分： 集成运算放大器放大电路仿真设计 1集成运算放大器放大电路概述 集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件，它以半导体单晶硅为芯片，采用专门的制造工艺，把晶 体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起，使之具 有特定的功能。集成放大电路最初多用于各种模拟信号的运算（如比例、求和、求差、积分、微 分……）上，故被称为运算放大电路，简称集成运放。集成运放广泛用于模拟信号的处理和产生电路之 中，因其高性价能地价位，在大多数情况下，已经取代了分立元件放大电路。 2 电路原理分析 2.1 电路如图1所示 图1 此电路为反向比例运算电路，这是电压并联负反馈电路。输入电压V1通过电阻R1作用于集成运放的反相 输入端，故输出电压V0与V1反相。 图2 仿真结果图 输入输出关系 理论输出值 仿真输出值 电路功能 -5V -5V 反相比例运算电路 其中 2.2电路如图3所示 图3 此电路为反相求和运算电路，其电路的多个输入信号均作用于集成运放的反相输入端，根据“虚短”和“虚 断”的原则， ，节点N的电流方程为 所以 图4 仿真结果图 输入输出关系 理论输出值 仿真输出值 电路功能 -3V 2.999V 反相求和放大电路 其中 2.3电路如图5所示 图5 此电路为电压跟随器电路，此电路输出电压的全部反馈到反相输入端，电路引入电压串联负反馈，且反 馈系数为1，由于 ，故输出电压与输入电压的关系为 图6 仿真结果图 输入输出关系 理论输出值 仿真输出值 电路功能 100mV 1000.008mV 电压跟随器 2.4 电路如图7所示 图7 从对比例运算电路和求和运算电路的分析可知，输出电压与同相输入端信号电压极性相同，与反相输入 端信号电压极性相反，因而如果多个信号同时作用于两个输入端时，就可以实现加减运算。 ， ， 图8 仿真结果图 输入输出关系 理论输出值 仿真输出值 电路功能 1V 1V 加减运算电路 2.5 电路如图9所示 图9 此电路为积分运算电路，利用积分运算电路可以实现方波—三角波的波形变换和正弦—余弦的移相功 能。 其中，电路输入为100Hz/2V的方波，输出为Vopp=100mV 图10仿真结果图 输入方波，输出三角波 2.6电路如图11所示 图11 此电路为微分运算电路，根据“虚短”和“虚断”的原则， ，为“虚地” ，电容 ，因而 输出电压为 ，输出电压与输入电压的变化率成比例。 图12 仿真结果图 输入方波（RCT/2），输出为尖顶波 2.7 如图13所示，此电路为二阶低通滤波电路 图13 设截止频率为fp ，频率低于fp的信号能够通过，高于fp的信号被衰减的滤波电路称之为低通滤波器。使 的频率为通带截止频率fp。 图14 图15 仿真结果图 所以截止频率fp 2.8 如图16所示，此电路为二阶高通滤波电路 图16 设截止频率为fp ，频率高于fp的信号能够通过，低于fp的信号被衰减的滤波电路称之为高通滤波器。使 的频率为通带截止频率fp。 图17 图18