数据放大器设计实验报告.docx

数据放大器设计实验报告 姓 名：徐海峰班 级：通信工程15-1班学 号：2015211573同组者：蒲玉倩指导老师：孙锐 许良凤一、设计题目 ： 数据放大器设计 二、设计指标及要求 放大倍数Avf60dB，共模抑制比，截止频率，带外衰减速率大于等于 -30dB/10倍频。三、原理分析与设计步骤1.数据放大器电路结构选择 数据放大器基本结构如图1.1所示，分为两个基本环节，即差分放大器，RC有源滤波器。据此确定欲设计的电路结构如图1.2所示（具体阻容参数已经标出）。图1.1图1.22.差模信号产生 交流源通过桥式电路，根据各电阻的分压产生差模信号，输入到放大器进行放大。3．差分放大器 两级差分放大器，第一级，电压串联负反馈，双端输入双端输出，提高共模抑制比，并有一定的差模电压放大作用。第二级，差动式输入，双端输入，单端输出，电压放大。，，。4. RC有源滤波器电路中RC网络起着滤波的作用，滤掉不需要的信号，这样在对波形的选取上起着至关重要的作用，通常主要由电阻和电容组成。路中运用了同相输入运放，其闭环增益?RVF=1+R10/R9同相放大器具有输入阻抗非常高，输出阻抗很低的特点，广泛用于前置放大级。截止频率，放大倍数 5.参数计算与器件选择 5.1 电路参数计算桥式电路交流源通过桥式电路，根据各电阻的分压产生差模信号,，，故选择，，，。差分放大电路本实验需要四个运算放大器，在此我们选择含有四个运算放大器的的集成运算放大器LM324，LM324四运放管脚图。两级差分放大器，第一级，电压串联负反馈，双端输入双端输出，提高共模抑制比，并有一定的差模电压放大作用。为了避免失真，增益尽量小，图上，第二级，差动式输入，双端输入，单端输出，电压放大。增益，，总的增益即为。RC有源滤波器截止频率，选择电阻电容，，放大倍数 ，所以。根据以上参数，选取相应的型号的电阻，电容。5.2元器件清单实验所用元器件种类数目及测量仪器清单如表5.2所示。表5.2项目型号数目集成运算放大器LM3241电阻13电阻23电阻32电阻45电阻51电阻61函数信号发生器产生交流信号1直流稳压源运算放大器的电源1交流毫伏表测量放大的信号1万用表测量电阻阻值1四、实验步骤与测试结果1.电路搭接与仪器调试 依据原理图在面包板上搭接实验电路，确认连接无误后接通电源测试。2.性能参数测试 2.1差模增益的测量 函数信号发生器产生一个交流信号，经过桥式电路，根据电阻的分压能够产生一个差模信号。电路由差分放大电路以及有源滤波器两部分组成，两部分都有放大差模信号的能力。分别测量两级的差模增益。 测量步骤：使函数信号产生一个有效值10mV，频率500Hz的正弦交流信号，加在桥式电路的输入端。使用交流毫伏表测量桥式电路输出端差模信号值Vo1，继续测量差分放大电路输出端差模信号值Vi1，有源滤波器的输出端差模信号值Vi2。差模增益即。测试结果：输入信号Vo1/mV输出信号Vi2/mV2.73190差模增益符合要求。 2.2共模抑制比的测量 共模增益是差模增益与共模增益的比值。 共模增益是指差分放大电路输入共模信号，电路输出端的输出信号的比值。 测试结果：输入信号Vo1/mV输出信号Vi1/m模增益。所以共模抑制比。符合要求。2.3带外衰减速率测量有源滤波电路根据设置的截至频率为1kHz，使信号加到1kHz 此时的输出电压为2.7V，增益1000倍，继续信号加到10kHz。输出电压6mV，增益2.3倍。带外衰减速率，大于30dB，符合要求。2.4输入电阻估算结果 将电路整体看成大电阻，去除桥式电路，在运算放大器的一端串联一个的电阻，输入10mV的电压，测量运算放大器两端电压，测的为8.9977mV。计算得输入电阻为，符合要求。五、实验小结及心得体会 这个实验是我们花费了好大心血才完成的电路。一开始不了解电路原理，通过几天仔细看书，以及问老师主要几个指标如何测量，清晰思路。明白了每一级的增益分配，开始设计搭建电路，在multisim上设计测试。起初是在一个没有交流毫伏表的实验室，我们用来测增益的机器只是一台非数字式的示波器的，第一次使用还不能熟练使用。测出来的放大倍数过小，当然，比起刚开始就没得到放大我们还算幸运的，至少电路没有大问题，更改几个电阻就能解决。后来来到另一个实验室，测得每一级的放大倍数，发现问题，解决问题。因为清楚每一个指标的含义，我们有遇到的问题都不大。这个实验让我深刻的明白了只有对知识有了很好的掌握才能够在实验时得心应手。出现问题时，虽然有老师的指点，自己不清楚实验原理，也很难通过思考能够解决问题。这次实验辛苦，却也累的很开心。通过这次实验，我对今后的学习更有信心，也明白我应该更努力的学习。