高精度线性放大器

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1、辽宁工学院课程设计（说明书）电子技术基础课程设计（论文）题目：高精度线性放大器课程设计（论文）任务及评语院（系）：信息科学与工程学院 教研室：电子信息工程学 号学生姓名专业班级课程设计（论文）题目高精度线性放大器课程设计（论文）任务设计参数：1 设计并制作一台高精度线性放大器。2 线性失真度不大于0.5%3 放大倍数2000，输入电阻2M，输出电阻100设计要求：1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。2 .确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比

2、较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。指导教师评语及成绩成绩： 指导教师签字： 年 月 日10目 录第1章高精度线性放大器设计方案论证11.1高精度线性放大器的应用意义11.2高精度线性放大器设计的要求及技术指标11.3 设计方案论证21.4 总体设计方案框图及分析3第2章高精度线性放大器各单元电路设计42.1电桥电路设计52.2 中间级放大电路设计52.3电桥电压供给电路设计5第3章高精度线性放大器整体电路设

3、计73.1 整体电路图及工作原理73.2 电路参数计算73.3 整机电路性能分析8第4章 设计总结9参考文献10第1章高精度线性放大器设计方案论证1.1 线性放大器的应用意义高精度运放主要是指失调和噪音非常低，增益和共模抑制比非常高的运算放大器，因为只有这样，才能使放大器的等效输入误差的综合值减小，达到高精度的目的。为人们的生活、生产带来了极大的方便。 1.2 线性放大器设计的要求及技术指标设计要求：1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。2 .确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简

4、、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。设计参数：1 设计并制作一台高精度线性放大器。2 线性失真度不大于0.5%3 放大倍数2000，输入电阻2M，输出电阻1001.3 设计方案论证高精度线性放大器设计有很多种，我选择的是用电桥放大电路来做，应用电桥电路可以增强电路的稳定性，选择FC72集成运算放大器，该放大器有低漂的特点，将电桥和放大器组合起来，可以达到减小线性失真、增大

5、精度的目的。输出级电压放大器差分输入级整流滤波变压器1.4总体设计方案框图及分析偏置电路分析：变压器将市电变为整流所需电压，把电压降低。整流将交流电变成为直流电。滤波电路将带有纹波的直流电压变为平滑的直流电压。1) 电桥电路的设计电桥电路为放大器提供稳定的电压、电流，温度传感电阻Rt的变化量通过电桥检测，然后输入运算放大器进行放大。2) 运算放大器的设计运算放大器主要是由低漂的集成运算放大器FC72构成，引入的是电压并联负反馈进行放大，应用FC72运算放大器可以减小线性失真。3) 电桥电压供给放大器电桥电压供给放大器主要是由两个F007运算放大器所构成，这两个放大器把基准电压进行放大，然后加到

6、电桥的两端，成为电桥的启动电压，从而保证电路的正常工作。第2章高精度线性放大器各单元电路设计2.1电桥电路设计如图（）所示，该桥式电路为半桥式电路主要是由三个电阻和一个温度传感起电阻Rt所构成的，Rt的变化通过电桥的检测传给放大器进行放大，该电桥有助于减小线性失真。2.2 中间级放大电路设计中间级放大电路主要是由FC72低漂运算放大器所构成，如图（）所示，该放大器与电桥构成桥式运放电路，FC72运算放大器是电压并联负反馈，从而达到放大的目的，一般的电桥放大器输Vo相对变化量之间的非线性是很大的，欲使电桥放大器被测量在较宽的变化范围具有良好的线性性能，本电路采用了负反馈的方法改善系统的非线性，提

7、高了电路的精度。（）2.3电桥电压供给电路设计如图（）所示电桥电压供给电路主要是由两个F007运算放大器所构成，为电桥提供电压，两个放大器所输出的电压即为桥电压，该电压数值大小相等，方向相反，它的大小与基准电压有关，同时也受FC72运算放大器的输出电压影响Vb通过二块F007经二组比反相放大后，产生的Vo和Vb，但前一级反相放大器的输入信号上游Vo参与相加，因此Vb与Vb并不相等而但是随输出电压Vo的变化而变化。第3章高精度线性放大器整体电路设计3.1 整体电路图及工作原理工作原理：该电路主要由三部分构成即，电桥、运算放大器A电桥电压供给放大器A1,A2.温度传感电阻Rt的变化量通过电桥的检测

8、，然后由低漂的运算放大器FC72进行放大后输出，A1,A2,的输出电压为电桥提供电压，该电压与输入的基准电压有关，也受到A放大器的输出电压影响。3.2 电路参数计算1输入失调电压Uos输入失调电压一般是mv数量级，采用双极型三极管作为输入级的运放，其Uos约为110mv。采用场效应管作为输入级的集成运放。其Uos大的多。而对于高精度低漂移型的集成运放，其Uos值一般很小。2输入失调电压的温度系数Uos/T一般集成运放输入失调电压的温度系数约为1020v/而高精度、低漂移集成运放的温度系数在1v/一下。3. 输入偏置电流ib两个输入端的偏置电流分别为Iib+、Iib-，而表示（Iib=Iib+I

9、ib-）/2 双极型三极管输入的集成运放，其Iib的10nA1uA，场效应管输入集成运放，其Iib一般小于1nA。4.输入失调电流Ios当集成运放的输入电压为零，输出电压也为零使两个输入偏置电流的差值，成为输入失调电流。即 Ios=Iib+Iib- 。一般来说，集成运放的偏置电流越大，其输入失调电流就越大。5.差模开环直流电压增益Aud公式：Aud=Uo/Uid 。大多数的集成运放的直流差模开怀电压增益大于100000倍以上。6共模拟制比CMRR公式：CMRR=Aud/Auc多数集成运放的CMRR值在80db以上。7.电源电压抑制比PSRR公式： PSRR=Uos/Us （V /v）一般低漂移

10、集成运放的PSRR为90100VDB。相当于220uv/v 。8.输出峰峰电压。Uapp在特定负载的条件下，集成运放输出的最大的电压幅度目前大多数的集成运放正负电压摆幅大于10V9. 最大共模输入电压Uicm有是将共模抑制比下降6db时，所加的共模输入电压值，作为最大的共模输入电压。10. 最大的共模输入电压Uidm它是集成运放两输入端所允许加的最大电压差，当共模输入电压超过此电压值时，集成运放的输入级的三极管将被反向击穿，甚至损坏。3.3 整机电路性能分析高精度线性放大器具有线性失真低，精度高，放大倍数大，造价低，并且用途广泛等优点。该电路采用的是负反馈的方法减小线性失真，提高电路的精度，增

11、大了放大倍数。该电路还采用了半桥型电路，增强了电路的灵敏性。第4章 设计总结 通过这次课设，使我对高精度线性放大电路有了很大的了解，对放大电路的原理以及工作性能分析方面有了提高。放大器的应用十分广泛。在控制技术、测量方面起着重要作用。 本次设计基本满足各个技术指标，尽管参考了各种资料，由于是初次设计，设计的方法有待提高，设计理念有待创新。我希望不足之处老师能帮我指出，找出自己的薄弱环节，在以后的设计中能设计出更有特色的电子课设。参考文献：1实用电路手册，杨宝清、宋文贵主编北京：机械工业出版社，年月 2张友汉、电子线路设计应用手册 福州：福建科学技术出版社，2002 3刘全忠 电子技术 广州：高等教育出版社，1999 4孔有林 集成运算放大器及其应用 北京：人民邮电出版社，1988 5王鸿玉 实用电源技术手册 上海科技出版社。2002 8 第一版