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文檔簡介
1、西安電子科技大學模擬電子技術基礎綜合設計題姓名:張俊飛(02105058) 季桂(02105036) 趙峰(02105057)任課老師:李先銳班級:021051日期:2012年5月26日模擬電子技術基礎綜合設計題模擬電子技術基礎綜合設計題一、集成運算放大器基本應用1.反相比例放大器在反相端加輸入,同相端接地,由運放的虛短和虛斷 u_=u+=0v,得u0=-r2ui電路圖如下:否.仿真結果如下:輸入為ui = 5sin tv,則輸出為uo = - 10sin tv2.同相比例放大器反饋電壓u f =r u1 ,由運放的虛短和虛斷,有輸出電壓為:u0 =(1uiri仿真電路為:仿真結果為:示波器-
2、xqc1輸入為ui = 3sintv,則輸出為uo = 9sintv17 / 143.反相相加器反饋電流ifuo = if rfrf uri1仿真電路為:r1 :aav-仿真結果如下:rfr2ui2rf一ui3r3ri :5叫口二:福的v 30dku10pkq4 -ina133uoq-:g- 輸入為ui1=1.5sin tv ,ui2 = 1sin tv則輸由為u6sin tv同相端加兩個輸入,得到輸出結果為:4 .同相相加器(內含一電壓跟隨器)設計如下電路,反相端構成一電壓跟隨器,uo11. ui1r r2rr2 + r3ui2仿真電路為:xfg1_nrr1二界、。kq12v:r3;4.qk
3、q :ina133uvee-12v取 r1 = r2 = r3 = 4.0k1取輸入 ui1 = 6sintv,ui2 = 9sintv,uo4|44 4 + 4則輸由4 46sin t + 父 9sin t = 5sin tv仿真結果如下:5 .相減器將輸入信號分別加在ina133的正相和反相輸入端,可得到相減電路。uo =u01 +u02 =(1 吟)q )ui1 -r3ui2r2 r2 r4r1如果滿足r=r2, r3=r則uo= r3(ui1 -ui2)r其仿真電路如下:xscixfg2r1司 qkq :,eqkcfmjcl?a133u20kq12v ,tin iiii r i i i
4、 r r取 ui1 =10sin tv ,ui2 =9sin tv ,則 uo =(ui1 -ui2) =4sin tvri仿真結果為:6 .單運放馳張振蕩器: 其仿真電路為:虛斷,當輸出uo為高電平uoh,且uc1(0)=0時,電容充電,uc1(t)以指數規律上升,趨于u oh ,此時比較器的高門限電壓:uth =u卡 r1uoh,當uci上升到該電平時即發ri r2生翻轉,由高電平跳變到低電平,低門限電壓 utl=-r一uoh ,當uo為低電平時,電r1 + r2容開始放電,后又反充電,uc1(t)以指數規律下降,當至utl時,又由低電平跳變到高電平,周而復始,形成振蕩,其中振蕩頻率為:f
5、012r3c1 ln(1 2r1)r2取 b=r2=10kc, r3=50kc, c1 =100nf由公式計算得到其高門限電壓為:6v,低門限電壓為:-6v得到輸出波形為:從圖中可以看出由于ina133存在內阻,輸出電壓并沒有達到12v,然而其uth大1致為u oh,即2u 0,與計算結果相符。7 .反相遲滯比較器電路圖如下:剛開始工作時,運放的同相輸入端電壓為 0,即最開始時與0電平比較,是 反相過零比較。當輸入信號從小變大,開始時輸入信號為負,運放輸出被限幅后的輸出電平 uo +,輸出電平通過端子1反饋回運放同相輸入端,此時輸入信號與ruth = uo(為ina133內阻25k ),當輸入
6、信號超過 uth時,輸出極性相反。輸出u_, r rr當輸入信號又從大開始變小,通過1反饋回運放的同相端的是電平 utl = uo此時,r r輸入信號和utl比較,當輸入信號減小到小于 utl,輸出極性翻轉,輸出為 uo +。仿真結果為:qscilloscope-xscl二、心電信號放大電路要點:1.輸入級采用3運放構成的儀表放大器,可以保證輸入阻抗和共模抑制比 足夠高;2.陷波器可以采用帶通濾波器和相加器組成的帶阻濾波器或雙t帶阻濾波器。整體電路圖如下:opamp jt_virtu alrib之聊9800qtk1vvvr17 800p相關要求分析:1 .電路總增益60、80db可調ui1 -
7、 ui 2rgi ri = i r2uo1 一 uo2 = u r1u r2u rgu rg - uii - u i 2,i rg所以uoi -uo2=2riiriu故總增益u0 r62r16 (11 )uii -ui2 r4rg取 r 2 = r 3 = 100% jr 7 = 10 k c ,滑動變阻器r 4 = r 5 = r 6 = 10 3rg =20011 .通過調節rg可實現電路總增益60、80db可調。2 .輸入阻抗1mc有探針測得數據可知,輸入阻抗遠遠大于1m】3 .共模抑制比kcmr 80db求差模增益aud在電路兩端輸入差模信號=、2sint(mv),ui2=一j2sin
8、t(mv) 用測量探針測得輸出uo1 =1.99v則auduo12uii1.99v2mv995求共模增益在電路兩端輸入差模信號ui1 = ui1 = 2 sint(mv)uo1 =75.8pv,則用測量探針測得uo1 _ 75.8 pv ui1 1mv= 7.58 10- 10求共模抑制比kcmrkcmraud _995auc -7.58 10/= 1.31 1012即 kcmr * = 201gaudauc:240db由此可知,共模抑制比 kcmr80db.4 .帶寬:0.1hzn 100hz在u01端接入一個帶通濾波器,實現0.1hzn100hz的帶寬局部原理圖如下:c3 和 r15這是一
9、個有低通和高通并聯構成的帶通濾波器,其中下限頻率由 確定,由于下限頻率為0.1hz,由fl=-1取r5=8k。,貝ij求得c3之0.2mf2二 r5c3同理求得r17 =r18 =80,c 4 = 2.8uf ,基于此,可實現0.1hz n 100hz的帶寬仿真結果如下:即通過一帶通濾波器實現了對帶寬的控制,使之穩定與0.1hz 100hz.5.電路具有50hz陷波功能,中心衰減大于15db陷波電路如下:因為fo電 i中心衰減增益 a( wo )= 02二 cri0r92r8取 fo =50hz, r10 =400kc, r9 =1kq 得 c = 0.22uf, r, =200kfi ,最后在與一個 相減器一塊組成陷波電路。仿真結果為:由圖可知,陷波頻率f o=5lhz,中心衰減為50db15db ,滿足題目要求。綜上所述,這個電路符合題目要求,可以作為心電信號放大電路。整體調試結果:在輸出端加一測量探針,不斷改變輸入信號的頻率,記錄數據,發現放大作用 顯著,陷波功能明顯。當輸入為70hz信號時,輸出為v; 2,24 vvp-p): 6.34 vv(rms)i 2,24 vv(dc):uvi; 224 uai(p-p): 6i4 uai(rrns)i 224 ual(dc):
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