测量放大器设计差模增益100～1000

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

[键入文字]

模拟电子技术基础 课程设计(论文)

程控增益放大器

院（系）名称 专 学 学 指

生导

姓教业

班

级 号 名 师

电子与信息工程学院

通信132班

起 止 时 间： 2015.7.6—2015.7.19

[键入文字]

课程设计（论文）任务及评语

院（系）：电子与信息工程学院 教研室：电子信息工程 学 号 课程设计（论文）题目 学生姓名 专业班级 通信132班 程控增益放大器 任务要求： 1、设计并制作放大倍数由数码控制程控增益放大器。 2、电压放大倍数N由拨码开关控制，1≤N≤99。 3、vo电压绝对值在1—10V范围，输入电阻Ri≥8MΩ，输出电阻Ro≤20Ω。 技术要求： 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，以结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，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，最后组成系统。 4、利用Multisim（或EWB）进行电路仿真与调试。

-------------------------------------------- 加密号： 加密号： 学校编号：NEFU-B-001 学校名称：东北林业大学 队员姓名：姚金龙 连建君 谭婷 赛点负责人： 教务处章： 2008年8月17日

1

通用可变增益放大器（B题）

摘要

本着简单、准确、可靠、通用的原则，采用了分级设计匹配互连的思想。本放大器系统分为前级放大部分、增益放大与控制电路部分、档位控制部分、后级稳压输出部分四部分。全系统采用单一的模拟电路方式，通过前级放大部分获得所需输入电压、输入阻抗等重要参数；通过拨码开关连接的反馈电阻进行精密全局控制，获得20dB至40dB之间分辨力不低于0.1%的可变增益范围；通过档位控制部分电路实现四个档位增益值转换，在衰减电路的作用下得到三个档位的增益值，即—20dB至0、0至20dB、20dB至40dB；最后通过后级稳压输出部分获得输出幅度不低于±8V的输出电压，此部分电路包括抑制零点漂移的调零电路。通过验证，本系统可以对输出电压数值的漂移，零点漂移等不良影响进行有效地抑制和降低。通过全面的调试和测量，使得本系统基本满足题目的基本部分

-------------------------------------------- 加密号： 加密号： 学校编号：NEFU-B-001 学校名称：东北林业大学 队员姓名：姚金龙 连建君 谭婷 赛点负责人： 教务处章： 2008年8月17日

1

通用可变增益放大器（B题）

摘要

本着简单、准确、可靠、通用的原则，采用了分级设计匹配互连的思想。本放大器系统分为前级放大部分、增益放大与控制电路部分、档位控制部分、后级稳压输出部分四部分。全系统采用单一的模拟电路方式，通过前级放大部分获得所需输入电压、输入阻抗等重要参数；通过拨码开关连接的反馈电阻进行精密全局控制，获得20dB至40dB之间分辨力不低于0.1%的可变增益范围；通过档位控制部分电路实现四个档位增益值转换，在衰减电路的作用下得到三个档位的增益值，即—20dB至0、0至20dB、20dB至40dB；最后通过后级稳压输出部分获得输出幅度不低于±8V的输出电压，此部分电路包括抑制零点漂移的调零电路。通过验证，本系统可以对输出电压数值的漂移，零点漂移等不良影响进行有效地抑制和降低。通过全面的调试和测量，使得本系统基本满足题目的基本部分

低频低噪声高增益放大器

1 系统设计

低频低噪声高增益放大器设计主要包含7部分，信号发生器、滤波器、前置放大级、功率放大级、稳压电源模块、单片机控制增益调节和显示模块。

1.1信号发生器模块

方案一、由简单的分立元件产生，可以利用晶体管、LC振荡回路，积分电路的实现正弦波的产生。此方案原理简单但是调试麻烦，不稳定，受干扰严重。 方案二、采用集成运放搭建RC文氏正弦振荡器产生正弦波，正弦波的频率，幅度均可调。此方案电路简单，在集成运放的作用下，可以较容易的测到所需的波形。通过调整参数可以得到较完美的小信号波形。本设计采用此方案。

RC桥式振荡电路由 RC串并联选频网络和同相放大电路组成RC 选频网络形成正反馈电路,决定振荡频率 f 0 ，R1、R3、R4形成反馈回路,决定起振的幅值条件，D1 、 D2 是稳幅元件。 该电路振荡频率，

f?12?R2R5C1C2,令R=R2=R5，C=C1=C2，则，f?1 2?RCR3//rd>=3.（rd 为二极管的正向动态电阻） 起振幅值条件AV?1?R1?R4

图1-1RC桥式振荡电路

1

1.2滤波器模块

滤波采

毕业设计（论文）

题

目

自动增益控制放大器

学 号 ***号

学生姓名 教学院系 专业班次 指导教师 单 位

***

电气与电子工程系 应用电子技术2012级1202122 ***

职 称

成都工业学院

教授

完成日期 2015 年

5 月 25 日

摘 要

为了克服外界各种因素对接收机输入信号的影响，需要使用自动增益控制技术。自动增益控制（AGC）电路是通信设备，特别是通信接收设备的重要电路之一，其主要作用是使设备的输出电平保持为一定的数值。它能够保证在接收弱信号时，接收机的增益高，而接收强信号时则增益低。使输出信号保持适当的电平，不至于因为输入信号太小而无法正常工作，也不至于因为输入信号太大而使接收机发生饱和或堵塞。

本次设计主要研究应用于音频放大的前级电压放大，放大器可以从MP3或信号源输入音频（100Hz~10kHz）信号，可以带600Ω负载或驱动8Ω喇叭（2~5W）。因此设计的电路需容纳的频带范围应较宽，以至于使语音信号通过。由于语音信号的频带范围为100Hz-10000Hz,所以该电路所应设计的频带范围应在100Hz-10000Hz之间，并且电路应该实现增益的闭环调节，通过此电路可以实现增益的自动调整保持在2V（?0.2）

集成电路

摘要： 增益可调差动放大器的设计与仿真

本课题设计利用增益可调放大器 uA709 芯片为设计核心（也可以利用 LM709CN 芯片 等），根据 uA709 的放大原理，利用公式计算出放大倍数，然后利用专业软件（如 ORCAD 或者 Multisim）模拟和仿真增益可调放大器电路，并测出其电压及电压增益的实际值！ 关键字：UA709 LM709CN ORCAD Multisim

一﹑课题背景： 差动放大电路又叫差分电路，他不仅能有效的放大直流信号，而且能有

效的减小电源

波动和晶体管随温度变化多引起的零点漂移，因而获得广泛的应用。特别是大量的应用于 集成运放电路，他常被用作多级放大器的前置级。 基本

差动放大电路由两个完全对称的共发射极单管

放大电路组成，该电路的输入端是两个信号的输入，这两

个信号的差值，为电路有效输入信号，电路的输出是对这

两个输入信号之差的放大。设想这样一种情景，如果存在

干扰信号，会对两个输入信号产生相同的干扰，通过二者

之差，干扰信号的有效输入为零，这就达到了抗共模干扰

的目的。 差动放大电路的基本形式对电路的要求是：两个电路的参数完全对

称两个管子的温度特性也完全对称。它的工作原理是：当输入信号 Ui=0

时 ，则 两管 的电

集成电路

摘要： 增益可调差动放大器的设计与仿真

本课题设计利用增益可调放大器 uA709 芯片为设计核心（也可以利用 LM709CN 芯片 等），根据 uA709 的放大原理，利用公式计算出放大倍数，然后利用专业软件（如 ORCAD 或者 Multisim）模拟和仿真增益可调放大器电路，并测出其电压及电压增益的实际值！ 关键字：UA709 LM709CN ORCAD Multisim

一﹑课题背景： 差动放大电路又叫差分电路，他不仅能有效的放大直流信号，而且能有

效的减小电源

波动和晶体管随温度变化多引起的零点漂移，因而获得广泛的应用。特别是大量的应用于 集成运放电路，他常被用作多级放大器的前置级。 基本

差动放大电路由两个完全对称的共发射极单管

放大电路组成，该电路的输入端是两个信号的输入，这两

个信号的差值，为电路有效输入信号，电路的输出是对这

两个输入信号之差的放大。设想这样一种情景，如果存在

干扰信号，会对两个输入信号产生相同的干扰，通过二者

之差，干扰信号的有效输入为零，这就达到了抗共模干扰

的目的。 差动放大电路的基本形式对电路的要求是：两个电路的参数完全对

称两个管子的温度特性也完全对称。它的工作原理是：当输入信号 Ui=0

时 ，则 两管 的电

自动增益控制放大器

一、设计思路

放大器是电子线路系统最基本也最重要的单元，在工程设计中具有十分重要的意义。以TI公司的十六位超低功耗微处理器MSP430G2553为核心，用运算放大器设计一个自动增益控制放大器，来自动调节输入电压的放大倍数，维持输出电压基本稳定，设计思路如下：

1）要保证输入阻抗不小于100kΩ、输出阻抗不大于1kΩ且放大器带宽不窄于0～100kHz，便要求合理选择运算放大器。通过对比赛所提供的各类运算放大器进行比较，选择放大电路中的运放为OPA2134，再依据题目对放大器增益的档位要求，既有可能放大输入信号也可能减小输入信号，故放大电路可选为反相比例运算电路。

2）通过微处理器MSP430G2553自带的10位A/D转换功能采集输入、输出电压，再计算增益值，在液晶12864上显示。

3）要维持输出信号电压在0.5～2V范围内，则要求增益可调，通过软件和硬件皆可选择档位，使设计更为人性化。原理框图如图1所示。

图1 自动增益控制放大器原理框图

二、硬件电路图

自动增益控制放大器的硬件电路图如图2所示，对微处理器的接口进行介绍，如表1所示。

图2 自动增益控制放大电路

三、算法数学描述

利用运算放大器可以进行加法运算与减法运算、比例运算、乘方运

新型多路数控增益放大器

0引言

在数字与模拟接口电路中，通常采用放大器和多路开关来完成信号的放大与通道的选择，常用芯片有LF147、CA3140等，多通道选择开关有AD7501等。目前尚没有具有多路放大的专用模拟接口芯片。采用传统的技术方案用做A／D转换器前端接口电路，需要对放大器电路进行增益调节，改变增益控制电阻的阻值达到放大量的变化，当遇到具有+／-极性的输入信号时，处理起来更加繁锁。另外，在小信号的状态下，如采用常用的8位A／D转换器，一个5 V(满量程)的输入信号的分辨率为1／256，一个2.5 V输入信号通过放大至满量程后，它的分辨率将提高1倍，一个小于1／256信号如直接采用A／D转换器，该信号则已无分辨率可言。这样必需通过放大器进行预放大。

开发研制的基于微组装工艺的集成化高精度多路数控增益放大器(型号为DG8256)，是用MCM(多芯片组装)技术实现的。在极性处理方面采用绝对值电路使得输出信号为正值，采用8位A／D转换器时，对小信号均可通过数字控制的方法进行256级增益控制，从而实现了高精度的连续放大。低频高精度A／D转换器的理想前级，放大器具有8个通道的信号输入。基于MCM技术的多路数控增益放大器体积小、重量轻，