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基于Multisim的仪器放大器的设计

一、实验目的：

1、掌握仪器放大器的设计方法

2、理解仪器放大器对共模信号的抑制能力

3、熟悉仪器放大器的调试功能

4、掌握虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器的使用方法，如示波器，毫伏表信

号发生器等

虚拟仪器的使用

二、实验原理：

在精密测量和控制系统中，需要将来自各种换能器的电信号进行放大，这种电信

号往往为换能器之间或者换能器与基准信号之间的微弱差值信号。仪器放大器就

是用来放大这种差值信号的高精度放大器，它具有很大的共模抑制比、极高的输

入电阻，且其增益能在大范围内可调。

三、运放仪器放大器

图中所示是有三个运放构成的仪器放大器。其中，集成运放A3组成差值方法

器，集成运放A1和A2组成对称的同相放大器，且R1=R2，R3=R5，R4=R6。

由于v-→v+，因而加在RG两端的电压为（vI1−vI2），相应通过RG的电流iG=

于i-→0，因而

vo1=iGR1+vI1，vo2=−iGR2+vI2

当R1=R2=R时，

vo1−vo2=(1+2R)(v−vI2)GI1vI1−vI2RG对于A3而言，vo1加在反相输入端，vo2

加在同相输入端，利用叠加原理，合成的输出电压：

R4R6R4vo=−vo1+vo2(1+)3563

由于R3=R5,R4=R6,因而

vo=−

仪器放大器的差值电压增益：

Avf=voR42R=−(1+vI1−vI2)

I1I23GR4R42Rvo1−vo2=−(1+)33G

仪器放大器的差值电压增益：

Avf=vvo

I1+vI2=−(1+RG2R

四、实验内容：

1、采用运算放大器设计并构建一起放大器：

(1)输入信号Ui=2mV时，要求输出电压信号Uo=0.4V，Avd=200，f=1kHZ；

(2)输入阻抗要求Ri1MΩ。

2、用虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器，按设计指标进行调试。主要虚拟仪

器中的函数发生器、毫伏表、示波器。

五、实验仿真结果

输入信号vi输出信号vo

示波器测试如图，CH1代表输出，CH2代表输入