课程设计-测量放大器

《测量放大器》课程设计实验报告

学院：物理与电信工程学院

专业：电子信息工程

班级：xxxxx

学号：xxxxxxxxxxx

姓名：xxx

摘要：此次课程设计是基于AD7520芯片进行设计的测量放大器电路。放大器有直流输入和交流输入端，既可放大交流信号，又可放大直流信号。电路由五个模块组成，分别是输出直流小信号的电桥模块、单端转双端模块、差模电压放大模块、衰减控制模块，另外还包括附加部分的基于ad637芯片设计的有效值检测电路。主控的MCU为单片机STC12C5A60S2.通过MCU对AD7520的控制，控制差模电压放大倍数，并通过lcd1602液晶屏显示出当前放大倍数和有效值。

关键词：电桥差模电压放大单端转双端电压增益电压衰减有效值检测

一、方案选择与论证

1、差模电压放大模块的方案选择与论证

1)采用双单元和四单元集成运算放大器做成的差模电压放大模块

LF353是双单元集成运放，一块芯片里有两个独立的运放，每个运放均采用。JFET作为差分输入级，并用双电源(士15V)供电。该芯片具有低输入失调电压、电流，低的偏置电流，以及高输入阻抗等优点。

LM358也是双单元运放，它采用双极型晶体管作差分输入级，从性能参数上分析，它属普通型运放。不过LF358采用单电源供电,且可用+5V电源,这和数字系统的电源一样，在模拟和数字混用系统中，用这种芯片，可简化电路设计。LM348是美国NS公司(NationalsemieonduetorCorp)生产的双电源供电四单元集成运放，在一片Lw348里集成有四个与741性能参数一样的运放元件,在性能要求不是很高的场合,采用这种芯片，具有设计方便、节省电路板面积、调试简单、价格便宜、元件容易买到等优点。与LM348一样，LM324也是Ns公司的产品，一片LM324里也集成有四个独立的运放，不过它采用单电源供电，它的性能参数和特点与双单元运放LM358基本一样。

2)用高性能集成运放做成的差模电压放大模块

LF355/LF356/LF357是高输入阻抗运算放大器，它采用JFET组成差分输入级，其输入阻抗高达10兆欧。LF355/LF356/LF357本身带有失调电压调整端。LM308属于第三代集成运算放大器，它采用超日管作为差分输入级，其输入偏置电流很低,且开环输人阻抗Rl可达70兆欧。

国产5G7650和美国的ICL765O可以互换,它属于第四代集成运放。图由于该器件采用了崭波稳零结构、动态校零原理和cM05集成技术，其失调与漂移可基本消除，且输入阻抗R高达1兆欧。这种器件已接近理想运算放大器。

3)采用高增益运算放大器

UA741M、UA74I、UA741C（单运放）都是高增益运算放大器这些类型还具有广泛的共同模式，差模信号范围和低失调电压调零能力与使用适当的电位。它宽范的共模电压和无阻塞功能可用于电压跟随器。高增益和宽范围的工作电压特点在积分器和加法器和一般反馈应用中能使电路具有优良性能，此外，它还具有如下特点：无频率补偿要求；短路保护；失调电压调零；大的共模差模电压范围；低功耗。

鉴于第三种方案的UA741C的优良特性，而且比较容易实现。故本设计采用第三种方案，运用UA741C组成单端转双端模块和差模电压放大模块。

2、衰减模块的方案选择与论证

1)以AD7520芯片为主的衰减模块

AD7520是十位CMOS数模转换器，其电路如下图，采用倒T形电阻网络。模拟开关是CMOS型的，也同时集成在芯片上。但运算放大器是外接的。

AD7520具有如下特性：

分辨率：分辨率用输入二进制数的有效位数表示。在分辨率为位的数模转换器中，输出电压能区分个不同的输入二进制代码状态，能给出不同等级的输出模拟电压。分辨率也可以用数模转换器的最小输出电压(对应的输入二进制数只有最低位为1)与最大输出电压(对应的输入二进制数的所有位全为1)的比值来表示。

转换精度：数模转换器的转换精度是指输出模拟电压的实际值与理想值之差，即最大静态转换误差。这误差是由于参考电压偏离标准值、运算放大器的零点漂移、模拟开关的压降以及电阻阻值的偏差等原因所引起的。

输出建立时间：从输入数字信号开始，到输出电压或输出电流到达稳定值时所需要的时间，称为输出建立时间。目前，在不包含参考电压源和运算放大器的单片集成数模转换器中，建立时间一般不超过0.001。

线性度：通常用非线性误差的大小表示数模转换器的线性度。产生非线性误

差有两种原因：一是各位模拟开关的压降不一定相等，而且接和接地时的压降也未必相等；二是各个电阻阻值的偏差不可能做到完全相等，而且不同位置上的电阻阻值的偏差对输出模拟电压的影响又不一样。

此外还有电源抑制比、功率消耗、温度系数以及输入高、低逻辑电平的数值等技术指标。

AD7520原理图

AD7520引脚图

2)以AD603芯片为主的衰减模块

AD603是一款低噪声、电压控制型放大器，用于射频(RF)和中频(IF)自动增益控制(AGC)系统。它提供精确的引脚可选增益，90 MHz带宽时增益范围为-11 dB 至+31 dB，9 MHz带宽时增益范围为+9 dB至+51 dB。用一个外部电阻便可获得任何中间增益范围。折合到输入的噪声谱密度仅为1.3 nV/√Hz，采用推荐的±5

V电源时功耗为125mW。

由于本设计的通频带范围要求为0~100HZ。同时可输出的最大电压为正负10V，非线性误差<0.5%，输出噪声峰峰值小于1V。第一个方案电路设计简单易行。所以选择第一个方案作为衰减模块的方案。

二、单元电路设计与实现

1、小信号直流电桥模块

为了达到输出直流小信号，采用分压的方法，两端输出相差为10mV左右的直流小信号。增加一个精密5K电位器方便调节。提供电源为±15V。具体电路图如下所示：

图3-1

2、单端口转双端口模块

此电路由两片UA741单运放芯片组成。提供电源为±15V。通过设计电路的参数，使输入的单端信号转为一组差模信号输出。具体电路如图3-2：

图3-2

电路包含一个同相的放大器和一个反相的放大器的计算公式如下：

同相电压放大器V01/Vi=R1/(R1+R3)=1/2

反相电压放大器V02/Vi=-R2/R1

同相放大器A1的电压增益V01/Vi=1/2，反相放大器A2的电压增益为V02/Vi=-1/2。

则总的增益为V0/Vi=(V01-V02)/Vi

3、差模电压放大模块

此差模电压放大模块采用3个UA741单运算放大器组成。是一种仪用放大器。提供电源为±15V。电路如图3-3所示。

图3-3

4、衰减模块

图3-4

该电路由AD7520芯片和UA741芯片组成。AD7520需提供5V电压，UA741需提供15V电压。具体电路如图3-4所示

5、有效值检测模块

该电路采用ad637芯片做有效值检测，然后再把输出的有效值送给单片机的内置ad口，在lcd1602显示屏上显示有效值，由于单片机采集的电压值最多只能达到5v，而题目的要求是峰峰值达到20v，所以在输入ad637芯片之前，我用了ne5532运放把输入电压衰减了一般，再送给ad637，而在ad637输出端，为了与单片机的ad采样口阻抗匹配，我又加了一个跟随器已达到要求。这样设计的电路采集出来的有效值误差基本能维持在百分之五左右的范围。

三、系统软件设计与控制算法分析

1．软件功能和结构

本系统软件采用结构化程序设计方法，功能模块各自独立，包括系统初始化、控制衰减倍数、测量电压有效值、按键处理模块和显示模块。软件主体流程图如下图4-1所示。

单片机信号输入

给AD7520

液晶屏显示

AD7520进行相应

倍数衰减

AD采集

AD7520输出经过

NE5532进行衰减

图4-1

2．功能模块算法设计

（1）该电路采用ad637芯片做有效值检测，然后再把输出的有效值送给单片机的内置ad口，在lcd1602显示屏上显示有效值，由于单片机采集的电压值最多只能达到5v，而题目的要求是峰峰值达到20v，所以在输入ad637芯片之前，我用了ne5532运放把输入电压衰减了一般，再送给ad637，而在ad637输出端，为了与单片机的ad采样口阻抗匹配，我又加了一个跟随器已达到要求。这样设计的电路采集出来的有效值误差基本能维持在百分之五左右的范围。

（2）控制衰减倍数模块：增益控制字由电压控制式确定。通过控制引脚的高低电平作为信号。为了保护系统，软件对设置的增益范围进行了限定，当超出1000倍时，则视为无效输入，并重新输入。

（3）按键处理模块：此系统的按键功能包括选定设计要求的步距为1、学号姓名显示。其中增益设置对输入数据的范围进行了限定，当输入数据超出范围时，直接从最小倍数再开始递增。

（4）显示模块：用lcd1602的图形液晶显示模块显示预设的增益值以及输出电压的有效值。

四、系统测试

1、测试仪器

胜利仪器 DT890 数字式万用表

SPF40 信号发生器 40MHZ

Tektronix TPS1052 数字示波器 50MHZ

2、测试方案

（1）放大倍数和有效值测试

（2）幅频特性测试 f （Hz ） 100 90 60 40 30 10 9 8 7 6 )(mV V i 10

10 10 10 10 10 10

10

10

10

)(V V O

10 10

10

10

10

10

9.12 8.36 7.27 5.21

五、 附录

[1]康华光 电子技术基础[Ｍ].华中科技大学电子技术课程组:高等教育出版社 [2]黄金平 《测量放大器电路的设计》.江汉石油学院,湖北荆州 [3]王建校 《51系列单片机及C51程序设计》.科学出版社

[4]戴杰,宾浩,庄知龙,石晨曦. 一种数控高增益测量放大器的设计[J]. 现代电子技术,2009,01:110-111+119. [5]陈仁伟. 高准确度有效值转换电路的设计与实现[J]. 电子测量技术, 2010, 33(6): 20-26

v A

50 100 150 200 250 300

350 400 450 500 Vi （mV ） 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 V0（V ） 0.51 1.0 1.5

2.0 2.5

3.1 3.5

4.0 4.6

5.0

VRM 0.15

0.35 0.4

5

0.7

4

0.85 1.12 1.33 1.52 1.70 1.82 v A 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 Vi （mV ） 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 V0（V ） 5.5 6.0 6.5

7.0 7.5 8.0 8.5

9.1

9.6

10.2

VRM 1.92

2.10 2.3

8

2.5

1

2.68 2.85

3.01 3.15 3.29 3.58

六、整体原理图以及PCB

1、电路原理图

2、电路PCB

模电课程设计-OTL音频功率放大器

模拟电子技术课程设计报告设计课题：OTL音频功率放大器 专业班级：电子信息工程专业0701班学生姓名： 指导教师： 设计时间：2009-6-25

目录 引言 (3) 一．设计任务与要求 (3) 1.1 设计任务 (3) 1.2 设计要求 (3) 二. OTL音频功放满足的具体性能指标 (3) 三．方案设计与论证 (3) 四．原理图元器件清单及原理简述 (4) 4.1 总原理图 (4) 4.2 元器件清单 (4) 4.3 电路原理简述 (4) 五．安装与调试 (5) 5.1 元件的安装 (5) 5.2 元件的调试 (5) 六．性能测试与分析 (6) 6.1 波形测试 (6) 6.2 主要参数的测试与计算 (6) 七. 个人心得体会 (7) 八．参考文献 (7)

题目OTL音频功率放大器 设计者蔡白洁张振山 指导教师李艳萍 引言 OTL(Output transformerless )电路是一种没有输出变压器的功率放大电路。过去大功率的功率放大器多采用变压器耦合方式，以解决阻抗变换问题，使电路得到最佳负载值。但是，这种电路有体积大、笨重、频率特性不好等缺点，目前已较少使用。OTL电路不再用输出变压器，而采用输出电容与负载连接的互补对称功率放大电路，使电路轻便、适于电路的集成化，只要输出电容的容量足够大，电路的频率特性也能保证，是目前常见的一种功率放大电路。 它的特点是：采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)，有输出电容，单电源供电，电路轻便可靠。两组串联的输出中点”可理解为采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)。 1 设计任务与要求 1.1设计任务： 1．学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 2．培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 3．掌握OTL音频功率放大器的设计方法，基本工作原理和性能指标测试方法。 4. 通过一个OTL功率放大器的设计、安装和调试，进一步加深对互补对称功率放大电路的理解，增强实际动手能力。 1.2 设计要求： 1.设计时要综合考虑实用，经济并满足性能指标的要求，合理选用元器件。 2.广泛查阅相关的资料，不懂的地方积极向老师同学请教，讨论。认真独立的完成课题的设计。 3.按时完成课程设计并提交设计报告。 2 OTL音频功放满足的具体性能指标 1．设音频信号为vi=10mV, 频率f＝1KHz。 2．额定输出功率Po≥2W。 3．负载阻抗RL=8Ω。 4．失真度γ≤3%。 3 方案设计与论证 要求设计一个由二极管，三极管，电容，电阻等元件组合而成的OTL音频功率放大器。其中，二极管T1构成前置放大级，对输入信号进行倒相放大，二极管T2，T3的参数一致，互补对称，且均为共集电极接法，保证了输出电阻低，负载能力强的优点，作用是对输入的信号进行功率放大。 在明确了电路接线的基础上，在电路板上进行仿真模拟，并按照课本上相关的知识对该功放的主要参数计算。电路在12V的直流电压下工作，在负载为8Ω

高频小信号放大电路课程设计

通信基本电路课程设计报告设计题目：高频小信号放大电路 专业班级 学号 学生姓名 指导教师 教师评分

目录 一、设计任务与要求 (2) 二、总体方案 (2) 三、设计内容 (2) 3.1电路工作原理 (3) 3.1.1 电路原理图 (3) 3.1.2 高频小信号放大电路分析 (3) 3.2 主要技术指标 (6) 3.3仿真结果与分析 (10) 四、总结及体会 (12) 五、主要参考文献 (13)

一、设计任务与要求 1、主要内容 根据高频电子线路课程所学内容，设计一个高频小信号谐振放大器。通过在电路设计中发现问题、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04MHz f =； (2) 谐振电压放大倍数04060dB v dB A ≤≤； (3) 通频带300Hz BW K =。 二、总体方案 小信号调谐放大器是各种电子设备、发射和接收机中广泛应用的一种电压放大器。其主要特点是晶体管的输入输出回路（即负载）不是纯电阻，而是由L 、C 元件组成的并联谐振回路。 小信号调谐放大器的类型很多，按调谐回路区分：有单调谐回路，双调谐回路和参差调谐回路放大器。按晶体管连接方法区分：有共基极、共发射极和共集电极放大器。 高频小信号谐振放大器的作用、电路组成、及工作原理，与低频小信号放大电路是基本一致的。不同的是：一是在高频小信号谐振放大器中，所放大信号的频率远比低频放大电路信号频率高；二是高频小信号谐振放大器的频宽是窄带（要求只放大某一中心频率的载波信号）。因此，首先在电路组成上应将低频放大电路中的低频三极管换成具有更高功率晶体管和LC 并联谐振回路。 三、设计内容 1.电路工作原理

音频功率放大器课程设计

本电路设计采用前置放大电路和音频功率放大电路相结合的放大模式，前者采用TL072对电压进行放大，后者采用性能优良的TDA2616对电压和电流放大，给音响放大器的负载（扬声器）提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出的信号的非线形失真尽可能的小，效率尽可能的高。在前置放大和功放之间加上一个滑动变阻，就保证了音量可调，在滑动变阻器之前再加上一足够大电阻，这样保证了信号不失真。除此之外，加上相应的旁路电容又使得电路具有杂音小，有电源退偶，无自激等优点。根据实例电路图和已经给定的原件参数，使用multisim11软件模拟电路，并对其进行静态分析，动态分析，显示波形图，计算数据等操作。 关键词： TL072 TDA2616 性能优良音量可调杂音小 目录 1 设计任务和要求 (2) 1.1设计任务 (2) 1.2设计要求 (2) 2 系统设计 (3) 2.1系统要求 (3) 2.2方案设计 (3) 2.3系统工作原理 (4) 3 单元电路设计 (6) 3.1前置放大电路 (6) 3.1.1电路结构及工作原理 (6) 3.1.2元器件的选择及参数确定 (9) 3.1.3 前级放大电路仿真 (10) 3.2后级放大部分 (10) 3.2.1电路结构及工作原理 (12) 3.2.2电路仿真 (13) 3.2.3元器件的选择及参数确定 (15) 3.3音源选择电路 (15) 3.3.1电路结构及工作原理 (15) 3.3.2电路仿真 (16) 3.3.3元器件的选择及参数确定 (16) 3.4电源 (17) 4系统仿真 (20) 5 电路安装、调试与测试 (21) 5.1电路安装 (21) 5.2电路调试 (23) 5.3系统功能及性能测试 (23)

模电课程设计-功率放大器设计

模电课程设计-功率放大器设计

《电子技术Ⅱ课程设计》 报告 姓名 学号 院系自动控制与机械工程学院 班级核电一班 指导教师 2014年 6月

目录 一、设计的目的 (1) 二、设计任务和要求 (1) 三、课程设计内容 (1) 1. Multisim仿真软件的学习 (1) 四、基础性电路的Multisim仿真 (2) 1.题目一：半导体器件的Multisim仿真 ·· 2 2.题目二：单管放大电路的Multisim仿真7 3.题目三：差分放大电路的Multisim仿真 (11) 4.题目四：两级反馈放大电路的Multisim仿 真 (14) 5.题目五：集成运算放大电路的Multisim仿 真 (21) 6.题目六：波形发生电路的Multisim仿真 (23) 五.综合性能电路的设计和仿真 (26) 1.题目二：功率放大器的设计 (26) 六、总结 (29) 七、参考文献 (29)

一、设计的目的 该课程设计是在完成《电子技术2》的理论教学实践，掌握电子电路计算机辅助分析与设计的基本知识和基本方法，培养综合知识应用能力和实践能力，为今后从事本专业相关工程技术打下基础。 二、设计任务和要求 本次课程设计的任务是在教师的指导下，学习Multisim仿真软件的使用方法，分析和设计完成基础性的电路设计和仿真及综合性电路设计和仿真。 要求： 1、巩固和加深对《电子课程2》课程知识的理 解； 2、会根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和 文献资料； 3、掌握仿真软件Multisim的使用方法； 4、掌握简单模拟电路的设计、仿真方法； 5、按课程设计任务书的要求撰写课程设计报 告，课程设计报告能正确反映设计和仿真结

华中科技大学-IC课程设计实验报告(比例放大器设计)

华中科技大学-IC课程设计实验报告(比例放大器设计)

华中科技大学 题目：比例放大器设计 院系： 专业班： 姓名： 学号： 指导教师： 20XX年XX 月 I

摘要 在模拟电路中对放大器进行设计时，差分放大器由于能够实现两倍放大和能够很好的抑制共模噪声的优良性能而被广为应用。本文利用放大器的“虚短”“虚断”的特性对比例放大器的结构及放大器的构成和基本参数进行了设计，其中放大器采用差分放大结构。 关键词：比例放大器差分放大器一级结构二级结构 I

Abstract When designing an amplifier, differential amplifiers,with its twice higher gain and its restrain to Common-mode disturbance,is more widely used than other kinds of amplifiers.In this report,we make use of the properties of “virtual short cicuit” a nd “virtual disconnection” and design the structure and parameters of the whole circuit as well as the structure of the amplifier. Key Words：Proportion amplifier Differential amplifiers Level 1 Level 2 II

运算放大器的电路仿真设计

运算放大器的电路仿真设计 一、电路课程设计目的 错误!深入理解运算放大器电路模型,了解典型运算放大器的功能,并仿真实现它的功能; 错误!掌握理想运算放大器的特点及分析方法(主要运用节点电压法分析）； ○3熟悉掌握Muｌtisiｍ软件。 二、实验原理说明 （1）运算放大器是一种体积很小的集成电路元件,它包括输入端和输出端。它的类型包括:反向比例放大器、加法器、积分器、微分器、电 压跟随器、电源变换器等. （2） (３)理想运放的特点:根据理想运放的特点,可以得到两条原则： (a）“虚断”:由于理想运放,故输入端口的电流约为零，可近似视为断路,称为“虚断”。 （b)“虚短”:由于理想运放Ａ,，即两输入端间电压约为零,可近似视为短路,称为“虚短”. 已知下图，求输出电压。

理论分析: 由题意可得:(列节点方程) 011(1)822A U U +-= 0111 ()0422 B U U +-= A B U U = 解得: 三、 电路设计内容与步骤 如上图所示设计仿真电路. 仿真电路图：

V18mV R11Ω R22Ω R32Ω R44Ω U2 DC 10MOhm 0.016 V + - U3 OPAMP_3T_VIRTUAL U1 DC 10MOhm 0.011 V + - 根据电压表的读数,， 与理论结果相同． 但在试验中，要注意把电压调成毫伏级别，否则结果误差会很大, 致结果没有任何意义。如图所示,电压单位为伏时的仿真结 果:V18 V R11Ω R22Ω R32Ω R44Ω U2 DC 10MOhm 6.458 V + - U3 OPAMP_3T_VIRTUAL U1 DC 10MOhm 4.305 V + - ，与理论结果相差甚远。 四、 实验注意事项 1)注意仿真中的运算放大器一般是上正下负,而我们常见的运放是上负下正,在仿真过程中要注意。

模电课程设计-功率放大器设计

《电子技术Ⅱ课程设计》 报告 姓名雷锋 学号 52305105121520 院系自动控制与机械工程学院 班级核电一班 指导教师王老师黄老师 2014年 6月

目录 一、设计的目的 (1) 二、设计任务和要求 (1) 三、课程设计内容 (1) 1. Multisim仿真软件的学习 (1) 四、基础性电路的Multisim仿真 (2) 1.题目一：半导体器件的Multisim仿真 (2) 2.题目二：单管放大电路的Multisim仿真 (7) 3.题目三：差分放大电路的Multisim仿真 (11) 4.题目四：两级反馈放大电路的Multisim仿真 (14) 5.题目五：集成运算放大电路的Multisim仿真 (21) 6.题目六：波形发生电路的Multisim仿真 (23) 五.综合性能电路的设计和仿真 (26) 1.题目二：功率放大器的设计 (26) 六、总结 (29) 七、参考文献 (29)

一、设计的目的 该课程设计是在完成《电子技术2》的理论教学实践，掌握电子电路计算机辅助分析与设计的基本知识和基本方法，培养综合知识应用能力和实践能力，为今后从事本专业相关工程技术打下基础。 二、设计任务和要求 本次课程设计的任务是在教师的指导下，学习Multisim仿真软件的使用方法，分析和设计完成基础性的电路设计和仿真及综合性电路设计和仿真。 要求： 1、巩固和加深对《电子课程2》课程知识的理解； 2、会根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料； 3、掌握仿真软件Multisim的使用方法； 4、掌握简单模拟电路的设计、仿真方法； 5、按课程设计任务书的要求撰写课程设计报告，课程设计报告能正确反映设计和仿真 结果。 三、课程设计内容 1. Multisim仿真软件的学习 Multisim7是一个优秀的电工技术仿真软件，既可以完成电路设计和版图绘制，也可以创建工作平台进行仿真实验。Multisim7软件功能完善，操作界面友好，分析数据准确，易学易用，灵活简便，因此，在教学、科研和工程技术等领域得到广泛地应用。

测量放大器实验报告

目录 摘要 (1) Abstract (2) 1. 设计准备 (3) 1.1 引言 (3) 1.2 Multisim简单介绍 (3) 2. 测量放大器原理图设计 (5) 2.1 设计任务及要求 (5) 2.2 设计原理 (5) 2.3 设计方案及实现 (7) 2.3.1 方案1及电路图 (7) 2.3.2 方案2及电路图 (8) 2.3.3 方案3及电路图 (9) 2.3.4 方案4及电路图 (9) 2.4 比较后选择的方案及合适器件 (13) 2.5 部分功能电路 (10) 3. 电路的仿真、测量波形及实物图 (13) 3.1 电路的仿真 (13) 3.2 测量波形 (15) 3.2.1输入差模信号 (19) 3.2.1输入共模信号 (20) 3.3 实物图和调试波形图 (20) 3.3.1实物图 (20) 3.3.1调试波形图 (21) 4. 设计过程的问题和解决办法........................................................................ . (19) 4.1 元器件的选择............................................................................................... .19 4.2 实验发现的问题和解决方法....................................................................... .19 5. 元器件清单............................................................................................................ .21 6. 小结........................................................................................................................ .22 7. 参考文献................................................................................................................ .23

模电音频功率放大器课程设计

课程设计报告 学生姓名:张浩学学号：201130903013 7 学 院:电气工程学院 班 级: 电自1116(实验111） 题 目: 模电音频功率放大电路设计 指导教师：张光烈职称: 2013 年 7月 4 日

1、设计题目：音频功率放大电路 2、设计任务目的与要求： 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路，负载为扬声器，阻抗8。 指标：频带宽50HZ～20kHZ，输出波形基本不失真；电路输出功率大于8W；输入灵敏度为100mV，输入阻抗不低于47KΩ。 模电这门课程主要讲了二极管，三极管，几种放大电路，信号运算与处理电路，正弦信号产生电路，直流稳压电源。功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL（扬声器）提供一定的输出频率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出的信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能高。功率放大器的常见电路形式有OTL电路和OCL电路。有用继承运算放大器和晶体管组成的功率放大器，也有专集成电路功率放大器。本实验设计的是一个OTL功率放大器，该放大器采用复合管无输出耦合电容，并采用单电源供电。主要涉及了放大器的偏置电路克服交越失真，复合管的基本组合提高电路功率，交直流反馈电路，对称电路，并用multism软件对OTL 功率放大器进行仿真实现。根据电路图和给定的原件参数，使用multism 软件模拟电路，并对其进行静态分析，动态分析，显示波形图，计算数据等操作。 3、整体电路设计： ⑴方案比较： ①利用运放芯片 LM1875和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源分别接+30v和-30v并且电源功率至少要50w，输出功率30w。 ②利用运放芯片TDA2030和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源只需接+19v，另一端接地，负载是阻抗为8Ω的扬声器，输出功率大于8w。 通过比较，方案①的输出功率有30w，但其输入要求比较苛刻，添加了实验难度。而方案②的要求不高，并能满足设计要求，所以选取方案②来进行设计。 ⑵整体电路框图：

运算放大器。ic设计

IC课程设计论文题目：运算放大器电路的设计

2012/1/5 摘要 本次课程设计主要内容为：利用MOS管设计一个运算放大器。放大器具有放大小信号并抑制共模信号的功能。首先从放大器理论参数及结构下手，然后经过Hspice网表的生成及仿真调整最后得到满足参数要求的MOS管设定。 关键词：运算放大器，共模电压，电压摆幅，功耗电流 Hspice仿真，增益带宽

ABSTRACT The main content of course design for: use the design a MOS operational amplifier. Amplifier has put size and control signal common mode signal function. Starting from the first amplifier parameters and structure theory laid a hand on him, and then after the formation of the Hspice nets table and adjust the final simulation parameters of the requirements to meet the MOS set. K eywords: operational amplifier ，common-mode voltage ，voltage swing current consumption ，Hspice simulation ，Gain bandwidth

OCL功率放大器的设计报告解析

课程设计报告 题目：由集成运放和晶体管组成的OCL 功率放大器的设计 学生姓名：郭二珍 学生学号： 07 系别：电气学院 专业：自动化 届别： 2015年 指导教师：廖晓纬 电气信息工程学院制 2014年3月

OCL功率放大器的设计 学生：郭二珍 指导老师：廖晓纬 电气学院10级自动化 1、绪论 功率放大器(简称功放)的作用是给音频放大器的负载R L(扬声器)提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能地小，效率尽可能高。 OCL是英文Output Capacitor Less的缩写，意为无输出电容的功率放大器。采用了两组电源供电，使用了正负电源。在输入电压不太高的情况下，也能获得较大的输出频率。省去了输出端的耦合电容，使放大器的频率特性得到扩展。OCL 功率放大器是一种直接耦合的功率放大器，它具有频响宽、保真度高、动态特性好及易于集成化等特点。性能优良的集成功率放大器给电子电路功放级的调试带来了极大的方便。集成功率放大电路还具有输出功率大、外围元件少、使用方便等优点，因此在收音机、电视机、扩音器、伺服放大电路中也得到了广泛的应用。 功率放大器可分为三种工作状态：(1)甲类工作状态Q点在交流负载的中点，输出的是一种没有削波失真的完整信号，但效率较低。(2)乙类工作状态Q点在交流负载线和IB=0输出特性曲线的交界处，放大器只有半波输出，存在严重的失真。 (3)甲乙类工作状态Q点在交流负载线上略高于乙类工作点处，克服了乙类互补电路产生交越失真，提高了效率。 因此，本设计可采用甲乙类互补电路。

2、内容摘要 本设计中要求设计一个由集成运放和晶体管组成的OCL功率放大器。在输入正弦波幅度Ui等于200mV，负载电阻R L等于8Ω的条件下最大输出不失真功率P ≥2W，功率放大器的频带宽度BW≥80Hz~10KHZ o 功率放大电路实质上是能量转换电路，它主要要求输出功率尽可能大，效率尽可能的高，非线性失真尽可能要小，功率器件的散热较好。 本设计选用的是双电源供电的OCL互补推挽对称功放电路。 此推挽功率放大器的工作状态为甲乙类，其目的是为了减少“交越失真”。 由于两管的工作点稍高于截止点，因而均有一很小的静态工作电流I CQ。这样，便可克服管子的死区电压，使两管交替工作处的负载中电流能按正弦规律变化，从而克服了交越失真。 OCL互补推挽对称功放电路一般包括驱动级和功率输出级，前者为后者提供一定的电压幅度，后者则向负载提供足够的信号频率，以驱动负载工作。 因此，需要设计两部分，即驱动级和功率输出级。

音频放大器课设报告

课程设计说明书 课程设计名称：电子课程设计报告 课程设计题目：音频放大器设计 学院名称：信息工程学院 专业：班级： 学号：姓名： 评分：教师： 20 11 年 3 月 10 日

电子课程设计报告题目名称：音频放大器设计 姓名： 专业： 班级学号： 同组人： 教师： 负责部分：功率放大 2011年月日 音频放大器设计

本系统是基于三极管元件设计而成的一种音频放大器。有前置放大电路、带通滤波电路、混频电路、功率放大电路和电源电路五部分构成。前置放大电路主要由差分放大电路构成，外加恒流源提供偏置，抑制电路的温漂，提高共模增益比。然后通过由一个二阶压控电压源高通滤波器和一个二阶压控电压源低通滤波器构成的带通滤波器。再接入一个混频电路（可加入背景音乐）。最后通过电容耦合到功率放大电路中除去了直流对后级放大电路的影响。混频电路由一个简单的加法器构成。功率放大电路是由三极管构成的互补对称功率放大电路构成，即OCL电路，能有效克服交越失真。 关键字：差分放大滤波三极管互补对称 音频放大器设计

前言 (5) 第一章设计内容及要求 (6) 第二章系统设计方案选择 2.1 方案一 (7) 第三章系统组成及工作原理 3.1 系统组成 (8) 3.2 工作原理 (8) 第四章单元电路设计、参数计算、器件选择 4.1 语音前置放大电路 (9) 4.2 滤波电路 (9) 4.3 混频电路 (9) 4.4 功率放大电路 (9) 4.5 电源电路 (9) 第五章实验、调试及测试结果与分析 (11) 第六章收获与体会 (12) 参考文献 (13) 附录一 (14) 附录二 (15) 附录三 (16)

丙类高频功率放大器课程设计

高频电子线路课程设计报告 题目：丙类功率放大器 院系： 专业：电子信息科学与技术 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 报告成绩： 2013年12月20日

目录 一、设计目的 (1) 二、设计思路 (1) 三、设计过程 (2) 3.1、系统方案论证 3.1.1 丙类谐振功率放大器电路 3.2、模块电路设计 3.2.1丙类谐振功率放大器输入端采用自给偏置电路 3.2.2丙类谐振功率放大器输出端采用直流馈电电路 3.2.3匹配网络 3.2.4 VBB 、Vcm、Vbm、VCC对丙类谐振功率放大器性能影响分析 四、整体电路与系统调试及仿真结果 (11) 4.1 电路设计与分析 4.2.仿真与模拟 4.2.1 Multisim 简介 4.2.2 基于Multisim电路仿真用例 五、主要元器件与设备 (14) 5.1 晶体管的选择 5.1.2 判别三极管类型和三个电极的方法 5.2电容的选择 六、课程设计体会与建议 (17) 6.1、设计体会 6.2、设计建议 七、结论 (18) 八、参考文献 (19)

一、设计目的 电子技术迅猛发展。由分立元件发展到集成电路，中小规模集成电路，大规模集成电路和超大规模集成电路。基本放大器是组成各种复杂放大电路的基本单元。弱电控制强电在许多电子设备中需要用到。放大器在当今和未来社会中的作用日益增加。 高频功率放大器是发送设备的重要组成部分之一，通信电路中，为了弥补信号在无线传输过程中的衰耗，要求发射机具有较大的输出功率，而且，通信距离越远，要求输出功率越大。所以，为了获得足够大的高频输出功率，必须采用高频功率放大器。高频功率放大器是无线电发射设备的重要组成部分。丙类谐振功率放大器在人类生活中得到了广泛的应用，而且能高效率的将电源供给的直流能量转换为高频交流输出，研究它具有很高的社会价值。 设计简单丙类谐振功率放大器电路并进行仿真，以及对丙类谐振功率放大器发展的展望。 二、设计思路 丙类谐振功率放大器工作原理 图2-2-1为丙类谐振功率放大器原理图,为实现丙类工作,基极偏置电压V BB 应设置在功率的截止区。 输入回路 由于功率管处于截止状态，基极偏置电压V BB 作为结外电场，无法克服结内电场，没有达到晶体管门坎电压，从而，导致输入电流脉冲严重失真，脉冲宽度小于90o。 由i C ≈βi B 知，i C 也严重失真，且脉宽小于90o。 输出回路 若忽略晶体管的基区宽度调制效应以及结电容影响,在静态转移特性曲线 (i C ～V BE )上画出的集电极电流波形是一串周期重复的脉冲序列,脉冲宽度小于半 个周期。

集成运算放大器

成绩评定表

课程设计任务书

摘要 本设计是根据要求进行的集成运算放大器的设计，用Protel软件设计实验电路，并绘制出PCB电路板，根据电路图对设计进行制作，最后进行调试测试。通过对Protel软件的学习与应用，加深对相关原理的理解，并对protel软件有初步的认识和一定的操作能力，为后续相关课程和相关软件的学习与应用打下坚实的基础。并根据通信电子线路所学的知识，掌握电路设计，熟悉电路的制作，运用所学理论和方法进行一次综合性设计训练，从而培养独立分析问题和解决问题的能力。根据相关课题的具体要求，按照指导老师的指导，进行具体项目的设计，提高自己的动手能力和综合水平。 本设计采用LM324芯片，它是一个四运算放大器的基本电路，在四运算放大器电路中起到了至关重要的作用。通过LM324芯片与其他相关电子元件的组合，画出调制与解调电路图，并完成PCB电路的绘制，完成课题的设计，可以算是对自我综合能力的一次有益尝试。 关键字：Protel、PCB、LM324、四运算放大器

目录 1 Protel的简要介绍 (5) 1.1 Protel的发展历史 (5) 1.2 Protel99SE简介 (5) 2 设计任务及要求 (6) 2.1设计任务 (6) 2.2设计要求 (6) 3 电路原理介绍 (7) 3.1 反向运算放大器 (7) 3.2 反向加法器 (7) 3.3 差动运算放大器 (7) 3.4积分器电路 (8) 4 原理图设计 (10) 4.1电路元件明细表 (10) 4.2 绘制原理图 (10) 4.3 元件生成清单 (12) 5 印刷版图的绘制 (12) 5.1 准备电路原理图和网络表 (12) 5.2 创建PCB文件以及网络表的装入 (15) 5.3 元件的布局以及印刷板的布线 (15) 6收获和体会 (16) 7 主要参考文献 (17)

可编程仪器放大器设计

可编程仪器放大器设计 ——低频电子线路课程设计论文

一．实验概述 采用通用运放LM324设计和模拟开关CD4051构成一个可编程增益放大器，其中放大器由仪器放大器（测量放大器）构成，增益控制部分由CD4051模拟开关和电阻构成。 二．技术指标 1.电压放大倍数：1.、2、4、8、16五档可控。 2.输入电阻：Ri>=100KΩ。 3.输入信号电压：正弦波，有效值50mv。 4.电源电压：±12v范围内可任选。 三．实验仪器 1．熟悉电路的工作原理。 2．根据技术指标通过分析计算确定电路行驶和元器件参数。 3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。 4．计算机仿真。 四．实验仪器 函数信号发生器、数字万用表、交流电压表、直流稳压源、LM324芯片、CD4051芯片、面包板、导线、电阻。 五．设计原理 1．模拟开关CD4051芯片 1）芯片原理 CD4051芯片在电路中起模拟开关的作用，在电路中通过对开关A到G的控制实现对输入信号不同倍数的放大。 CD4051是单8通道数字控制模拟电子开关，有三个二进控制输入端A、B、C和INH输入，具有低导通阻抗和很低的截止漏电流。C、B、A依次为高、中、低位，控制X0到X7的输出。幅值为4.5～20V的数字信号可控制峰值至20V的模拟信号。这些开关电路在整个VDD-VSS和VDD-VEE电源范围内具有极低的静态功耗，与控制信号的逻辑状态无关。当INH输入端＝“1”时，所有的通道截止。三位二进制信号选通8通道中的一通道，可连接该输入端至输出。 2）芯片管脚 CD4051芯片引脚图 1

3）管脚功能说明 引脚号符号功能 1 2 4 5 12 13 14 15 IN/OUT 输入/输出端 9 10 11 A B C 地址端 3 OUT/IN 公共输出/输入端 6 INH 禁止端 7 VEE 模拟信号接地端 8 Vss 数字信号接地端 16 VDD 电源+ 2．放大电路LM324 1）芯片原理 LM324是一个四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每一个放大器有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端V o的信号与该输入端的相位相同。 2）芯片管脚 LM324芯片引脚图 2

音频放大器课程设计

电子课程设计 课程设计名称 : 电子课程设计 课程设计题目 : 音频放大器设计学院名称：工学院 班级：11级通信工程 学号：201101030119 姓名：陶媛 指导教师：朱家兴 2013年 8 月 25

摘要 进入21世纪以后，各种便携式的电子设备成为了电子设备的一种重要的发 展趋势。从作为通信工具的手机，到作为娱乐设备的MP3播放器，已经成为差不 多人人具备的便携式电子设备。在一些电子设备中，常常要求放大电路的输出级 能够带动较重负载，因而要求放大电路具有较高的效率，能够根据负载的要求提 供足够的输出功率。 本系统是基于三极管元件设计而成的一种音频放大器，由前置放大电路、 带通滤波电路、混频电路、电源电路四部分构成。前置放大电路主要由差分放大 电路构成，外加恒流源提供偏置，抑制电路的温漂，提高共模增益比。然后通过 由一个二阶压控电压源高通滤波器和一个二阶压控电压源低通滤波器构成的带 通滤波器，再接入一个混频电路（可加入背景音乐），最后通过电容耦合到功率 放大电路中除去了直流对后级放大电路的影响。混频电路由一个简单的加法器构 成。本次课程设计整个过程涉及到理论计算，电路板布局，焊接技术，电子仪器 的使用等一系列知识要点。 本方案使用MIC驻级体话筒收集人说话的微弱信号，并由话筒变成电信号，经过音频放大电路的多级放大，最后由耳机插座X2输出，输出的信号由外接的耳机 或扬声器发出声音 关键字：电子设备声音信号电信号放大 目录 前言 (1) 一、设计内容及要求 (2) 二、系统组成及工作原理 2.1 系统组成 (3) 2.2 工作原理 (4) 三、功率放大电路设计

基于Spectre运算放大器的设计

《集成电路CAD》课程设计报告 课题：基于Spectre运算放大器的设计 一：课程设计目标及任务 利用Cadence软件设计使用差分放大器，设计其原理图，并画出其版图，模拟器各项性能指标，修改宽长比，使其最优化。 二：运算放大器概况 运算放大器（operational amplifier），简称运放（OPA），如图1.1所示： 图1.1运放示意图 运算放大器最早被设计出来的目的是将电压类比成数字，用来进行加、减、乘、除的运算，同时也成为实现模拟计算机的基本建构方块。然而，理想运算放大器的在电路系统设计上的用途却远远超过加减乘除的计算。今日的运算放大器，无论是使用晶体管或真空管、分立式元件或集成电路元件，运算放大器的效能都已经接近理想运算放大器的要求。早期的运算放大器是使用真空管设计的，现在多半是集成电路式的元件。但是如果系统对于放大器的需求超出集成电路放大器的需求时，常常会利用分立式元件来实现这些特殊规格的运算放大器。 三：原理图的绘制及仿真

3.1原理图的绘制 首先在Cadence电路编辑器界面绘制原理图如下： 图3.1电路原理图 原理图中MOS管的参数如下表： Instance name Model W/m L/m Multiplier Library Cell name View name M1 nmosl 800n 500n 1 Gpdk180 nmos symbol M2 nmosl 800n 500n 1 Gpdk180 nmos symbol M3 pmosl 1.1u 550n 1 Gpdk180 pmos symbol M4 pmosl 1.1u 550n 1 Gpdk180 pmos symbol M5 nmosl 800n 500n 1 Gpdk180 nmos symbol

音响放大器课程设计与制作模电课程设计

课程设计任务书学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目: 音响放大器设计与制作 初始条件：集成芯片LM324三块，LM386一块，瓷片电容，电解电容，电位器若干，4Ω/扬声器一个。 要求完成的主要任务: （1）技术指标如下： a．输出功率：； b．负载阻抗：4欧姆； c．频率响应：fL~fH=50Hz~20KHz； d．输入阻抗：>20K欧姆； e．整机电压增益： >50dB； （2）电路要求有独立的前置放大级（放大话筒信号）。 （3）电路要求有独立的功率放大级。 时间安排： 2016年1月10日查资料 2016年1月11，12日设计电路 2016年1月13日仿真 2016年1月14日，15日实物调试 2016年1月16日答辩 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日

目录 摘要......................................................... ABSTRACT ...................................................... １电路方案的比较与论证........................................ 音响放大器的总设计........................................... 放大电路的比较与论证........................................ 音频功率放大电路的比较与论证................................ 2核心元器件介绍............................................... LM324的介绍................................................. LM386的介绍................................................. 3电路设计 .................................................... 直流稳压电源电路的设计...................................... 话音放大器.................................................. 混合前置放大器.............................................. 音调控制器.................................................. 功率放大电路的设计.......................................... 总电路图 (18) 4用MULTISIM进行仿真.......................................... 话放与混放性能测试.......................................... 单独功放性能测试 (20)

三极管放大电路课程设计

三极管放大电路课程设计 (电子1202班杨云鹏0121209330224) 参考资料：《晶体管电路设计》【日】铃木雅臣著 《电子设计从零开始》 9013的相关介绍: 9013是一种NPN型硅小功率的三极管它是非常常见的晶体三极管，在收音机以及各种放大电路中经常看到它，应用范围很广,它是NPN型小功率三极管. 主要 用于低频放大与电子开关。 参数： 结构 NPN 材料与极性：SI-NPN 引脚：1 发射极2 基极3 集电 极。集电极发射极电压25V; 集电极基极电压45V ;发射极基极电压 5V ;集电极电流Ic Max 0.5A; 耗散功率0.625W ;工作温度-55℃ +150℃;特征频率150MHz。 课题要求：设计电压放大倍数为100倍的三极管放大电路；并且能够带动8欧和4千欧的负载。 电路设计：用2个9013三极管和一个8050pnp型三极管，前一个作为共射放大电路，放大倍数为50dB，但空载时输出电阻太大，无法带动负载为8欧的喇叭，所以后面加一个推挽型射极跟随器，不会降低放大倍数，但可使空载时输出电阻变的很小一般为几欧到十几欧，可带动8欧的喇叭。

电路设计图： 电路仿真输入输出波形： 实际测量：

出现故障及解决方法 1，在仿真的时候，出现了输出信号饱和失真和截止失真、增益不够、波形变形以及不能带动小负载的现象。解决方法：通过改变rc与re以及偏执电阻的阻值来不断的计算和调整，并加上了推挽式跟随器。最终得到了符合的波形 总结 在设计这次的BJT放大电路的过程中，我较熟练地运用了模电中的三极管放大，射极跟随器，推挽型射极跟随器以及差分放大电路和负反馈等知识。但是设计出的实物与实验要求相比还有比较大的差距。4千欧负载时三极管放大增益较符合，但是8欧的负载时信号衰减过大，不能符合设计要求。在不断地探索与试验中更深的理解了三极管放大电路中各电阻阻值变化对增益的影响。在今后学习中需再接再厉，并吸取这次的经验与教训。

OCL功率放大器课程设计

物理与电子信息学院模拟电路课程设计成绩评定表专业：电子信息工程班级：12电信本学号：120802054姓名：钟吉森

2014年1月15日模拟电路课程设计报告设计课题：功率放大电路设计

专业班级：12电信本 学生姓名：钟吉森 学号: 120802054 指导教师：曾祥华 设计时间：2013.12-2014.1 OCL音频功率放大器 一、设计任务与要求 1．用集成运算放大器和集成功放块设计OCL功放电路 2．输入信号为vi≤10mV, RI≥100KΩ;额定输出功率Po≥2W；负载阻抗RL=8Ω； 3．频率范围f＝（1-3）KHz；

4. 用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的直流电源。 二、方案设计与论证（至少二个方案比较） OCL（Output Capeacitorless）功放电路，顾名思义为无输出电容功率放大器，在OCL电路中，T1和T2特性对称，采 用了双电源供电。静态时，T1和T2均截止，输出 电压为零。设晶体管b—e间的开启电压可忽略不 计；输入电压为正弦波。当Ui>O时，Tl管导通， T2管截止，正电源供电，电流如右图中实线所示， 电路为射极输出形式，Uo≈Ui；当Ui<0时，T2管导通，T1管截止，负电源供电，电流如图虚线所示，电路也为射极输出形式，Uo≈Ui ；可见电路实现了“T，和T2交替工作，正、负电源交替供电，输出与输人之间双向跟随”。不同类型的两只晶体管(T1和T2)交替工作、且均组成射极输出形式的电路称为“互补”电路，两只管子的这种交替工作方式称为“互补”工作方式。 题目目要求用用集成功放块实现电路设计，集成运算放大器对输入信号进行处理包括选频（f＝（1-3）kHz）信号放大（Ui≤10mV）等，总体电路组成情况如下 滤波电路要求1~3kHz且输入电阻很大可设计一个同相输入带通滤波电路，放大电路可设计为同相和反相放大电路，ocl集成块可选择tda1521双声道功放块和tda2030/tda2030a功放块，电路选其经典应用电路，直流电源可设计