信号放大器设计原理

摘要

关键词：差动放大、低通滤波、共模抑止比、信噪比、输入电阻 电路的设计：

根据本次设计的要求，是放大倍数为1000倍，所以用3级放大，由第一级放大的是小信号，所以将第一级放大定为5倍，第二次放大倍数为20倍，第三级放大倍数为10倍。由输入

阻抗为10M?，所以第一级放大采用同相放大。考虑到共模抑止比的关系所以第二级放大采用差动放大。由于本次设计的是小信号为了保证信号的纯真度和频率响应范

围所以最后设计一个100HZ的有源低通滤波器，并设计放大倍数为10倍。系统框图如下： 无源低通滤波器 同相放大 差动放大 有源低通滤波

无源低通滤波器：

由f?R116kΩ0C2100nFR216kΩ31，取C=0.1uf得R=16k 2?RC1C1100nF

同向放大器：

根据Av1?1?R1得到同相放大器放大倍数，根据同相端放大5倍。取R1=10K，则Rr=2K,Rr/2因为考虑到放大倍数可调的目的所以将Rr修改为滑动变阻器，并取值5K。

7315U1624R55kΩ50%Key=A2R35NE5534P10kΩ4R410kΩ7362415U26NE5534P

差动放大器：

Av2??R4得到差动放大器的放大倍数，根据差动放大级放大20倍。取R3=10

东 北 石 油 大 学

课 程 设 计

课 程 高频电子线路 题 目 小信号谐振放大器设计

院 系 电子科学学院 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师

2011年 3月 4日

东北石油大学课程设计任务书

课程 高频电子线路 题目 小信号谐振放大器设计 专业

电子信息工程 姓名 学号

主要内容、基本要求、主要参考资料等 1、主要内容

根据高频电子线路课程所学内容，设计一个小信号谐振放大器。通过在电路设计、安装和调试中发现问题、解决问题，掌握小信号谐振放大器的基本设计方法，加深对该门课程的理论知识的理解，提高电子实践能力。 2、基本要求

设计一个小信号谐振放大器，主要技术指标为： (1) 谐振频率f0?6.5MHz；

心电信号放大器设计

心电信号放大器设计

一、

设计用于检测人体心电信号的放大器，要求如下：

1、 输入阻抗≥10MΩ。 2、 共模抑制比≥80dB。 3、 电压放大倍数1000倍。 4、 频带宽度为0.5Hz~100Hz。

5、 放大器的等效输入噪声（包括50Hz交流干扰）≤200μV。

二、

设计方案分析

1、 心电信号的特点及检测

人体的各种生理参数如心电、脑电、肌电等生物电信号都是属于强噪声背景下微弱的低 频信号，是由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号。心电信号是人类最早研究并应用于临床医学的生物电信号之一，与其他生物电信号相比，该信号也比较容易检测同时具有直观的规律性。一般人体心电信号的幅值约20μV~5mV，频带宽度为0.05Hz~100Hz，由于心电信号取自于活体，所以信号源内阻较高，且存在着较强的背景噪声和干扰。

在检测人体生物电信号时，需要采用所谓的生物电测量电极，又称引导电极来实现的，通过引导电极将生物电信号引入到放大器的输入端。对于心电信号的检测，临床上为了统一和便于比较所获得心电信号波形，对测定心电信号（ECG）的电极和引线与放大器的联接方式有严格的统一规定，称之为心电图的导联系统。目前国际上均采用标准导联，即将电极捆绑在手腕或脚腕的内侧面

集成电路作业

——测量放大器的设计

一、 题目：测量放大器的设计

设计一个超低噪声、高阻、浮地输入的测量放大器，要求： a) 远程输入：Ui?01000mV,Fi?0100Hz

b) 增益：Avf?80dB；

c) 输出：Uom??10V，非线性误差r?0.1%； d) 共模抑制比：CMRR?120dB； e) 通频带：0100Hz，阻带衰减大于：?40dB/10f；

推荐芯片：Aud?100dB,BWA?300kHz,CMRR?90dB

二、方案设计

1）题目分析

题目要求设计一个超低噪声、高阻、浮地输入的测量放大器，同时要求具有较高增益，高共模抑制比，低通频带，阻带衰减大于

?40dB/10f等。结合所学知识，参考相关资料，决定前级采用具备超低噪声、高阻、浮地输入、高增益、高共模抑制比等优良属性的仪用放大器来实现信号的放大，后级采用二阶低通滤波器实现对信号的滤波，使其满足频带约束。

2）具体方案 A放大电路

结合我们要实现的测量放大器参数，选取OP07型集成运算放

大器。

表格 1 OP07芯片参数

参数 正常值 Aud CMRR 100dB 120dB 分析电路要

实用标准文案

课程设计任务书

学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位：

题 目: 高频小信号谐振放大器设计 课程设计目的：

① 巩固和运用在《高频电子线路》课程中所学的理论知识和实验技能； ② 基本掌握常用高频电子电路的一般设计方法；

③ 提高设计能力和实验技能，通过动脑、动手解决实际问题； ④ 为以后从事通信电路设计、研制电子产品打下基础。

课程设计内容和要求

1. 掌握高频小信号调谐放大器的工作原理；

2. 熟悉谐振回路的调谐方法及放大器动态工作状态的测试方法；

2. 掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算方法。初始条件：

① 电路板及元件，参数； ② 高频，电路等基础知识； ③ EWB仿真软件。

时间安排：

1、 理论讲解，老师布置课程设计题目，学生根据选题开始查找资料； 2、课程设计时间为1周。

（1）确定技术方案、电路，并进行分析计算， 时间1天； （2）选择元器件、安装与调试，或仿真设计与分析，时间2天； （3）总结结果，写出课程设计报告，时间2天。

指导教师签名：

实验室 时间段 座位号

实验报告

实验课程 实验名称 班 级 姓 名 学 号 指导老师

小信号调谐放大器预习报告

一．实验目的

1.熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统； 2.掌握单调谐和双调谐放大器的基本工作原理； 3.掌握测量放大器幅频特性的方法；

4.熟悉放大器集电极负载对单调谐和双调谐放大器幅频特性的影响； 5.了解放大器动态范围的概念和测量方法。

二．实验内容

调谐放大器的频率特性如图所示。

通频带2?fo

图1-1 调谐放大器的频率特性

调谐放大器主要由放大器和调谐回路两部分组成。因此，调谐放大器不仅有放大作用，而且还有选频作用。本章讨论的小信号调谐放大器，一般工作在甲类状态，多用在接收机中做高频和中频放大，对它的主要指标要求是：有足够

实验七 运算放大器设计实验

一、实验目的

1. 综合运用所学知识设计相应的运放电路。

二、实验内容

1. 电路如图所示。求出输入电压Vi1、Vi2（采用阶跃信号）与输出电压Vo

的关系，并用Pspice绘出相应图形。（运放采用741）R22用一个电容替代其结构会怎样变化？

其电路图如下：

0V5R21100kU1V1R12TD = 0TF = 0.1nsPW = 5msPER = 10msV1 = 0VTR = 0V2 = 0.6V50k3-15VdcR2250kU2R265100k32-15Vdc0V74V-OS14uA74110OUT+V-OS1uA741165V+OS2OUT+15VdcV+700V415VdcV2R3TD = 0TF = 0.1nsPW = 5msPER = 10msV1 = 0VTR = 0V2 = 0.8V33kOS2V6700其波形图如下所示：

有波形图可知：红色和绿色线条分别代表输入电压V2和V1，蓝色线条表示V1经过第一个运算器后电压变为原来的-(R21/R1)=-2倍，即-1.2V，该输出电压和另外一个0.8V的输入电

压一起进入一个加法器，输出电压V=1.2（R22/R2)+0.8(R22/R3)=1.8V

实验七 运算放大器设计实验

一、实验目的

1. 综合运用所学知识设计相应的运放电路。

二、实验内容

1. 电路如图所示。求出输入电压Vi1、Vi2（采用阶跃信号）与输出电压Vo

的关系，并用Pspice绘出相应图形。（运放采用741）R22用一个电容替代其结构会怎样变化？

其电路图如下：

0V5R21100kU1V1R12TD = 0TF = 0.1nsPW = 5msPER = 10msV1 = 0VTR = 0V2 = 0.6V50k3-15VdcR2250kU2R265100k32-15Vdc0V74V-OS14uA74110OUT+V-OS1uA741165V+OS2OUT+15VdcV+700V415VdcV2R3TD = 0TF = 0.1nsPW = 5msPER = 10msV1 = 0VTR = 0V2 = 0.8V33kOS2V6700其波形图如下所示：

有波形图可知：红色和绿色线条分别代表输入电压V2和V1，蓝色线条表示V1经过第一个运算器后电压变为原来的-(R21/R1)=-2倍，即-1.2V，该输出电压和另外一个0.8V的输入电

压一起进入一个加法器，输出电压V=1.2（R22/R2)+0.8(R22/R3)=1.8V

实验室 时间段 座位号

实验报告

实验课程 实验名称 班 级 姓 名 学 号 指导老师

小信号调谐放大器预习报告

一．实验目的

1.熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统； 2.掌握单调谐和双调谐放大器的基本工作原理； 3.掌握测量放大器幅频特性的方法；

4.熟悉放大器集电极负载对单调谐和双调谐放大器幅频特性的影响； 5.了解放大器动态范围的概念和测量方法。

二．实验内容

调谐放大器的频率特性如图所示。

通频带2?fo

图1-1 调谐放大器的频率特性

调谐放大器主要由放大器和调谐回路两部分组成。因此，调谐放大器不仅有放大作用，而且还有选频作用。本章讨论的小信号调谐放大器，一般工作在甲类状态，多用在接收机中做高频和中频放大，对它的主要指标要求是：有足够

南京信息工程大学滨江学院

高频电子线路实验报告

作者 徐飞 学号 20092334925 系部 电子工程系 专业班级 通信三班

实验一 高频小信号放大器实验

一、实验原理

高频小信号放大器的作用就是放大无线电设备中的高频小信号， 以便作进一步变换或处 理。所谓“小信号” ，主要是强调放大器应工作在线性范围。高频与低频小信号放大器的基 本构成相同，都包括有源器件（晶体管、集成放大器等）和负载电路，但有源器件的性能及负载电路的形式有很大差异。 高频小信号放大器的基本类型是以各种选频网络作负载的频带 放大器，在某些场合，也采用无选频作用的负载电路，构成宽带放大器。

频带放大器最典型的单元电路如图所示， 由单调谐回路做法在构成晶体管调谐放大器。 图电路中，晶体管直流偏置电路与低频放大器电路相同，由于工作频率高，旁路电 容Cb.、Ce可远小于低频放大器中旁路电容值。调谐回路的作用主要有两个：

晶体管单调谐回路调谐放大器

第一、选频作用，选择放大f f0的信号频率，抑制其它频率信号。 第二、提供晶