测控电路课程设计--运算放大器自稳零电路设计

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1、课程设计说明书题目：运算放大器自稳零电路设计学院（系）：年级专业：学号：学生姓名：指导教师：教师职称：目录摘要4第一章引言4第二章基本原理概述52.1运算放大器简述52.2输入电压失调62.3输入失调电压的热漂移72.4自动调零和载波稳定8第三章参数设计及运算93.1结构设计93.2运算放大器自动校零电路的设计93.2.1结构设计93.2.2器件选择113.2.3仿真结果11第四章误差分析14第五章结论15第六章心得体会15文献17课程设计（论文）任务书院（系）：电气工程学院基层教学单位：仪器科学与工程系学号学生姓名专业（班级）设计题目运算放大器自稳

2、零电路设计设计技术参数设计能够消除运算放大器输入失调电压的电路，使运算放大器实现自稳零。设计要求1、完成题目的理论设计模型；2、完成电路的multisim仿真；工作量1、完成一份设计说明书（其中包括理论设计的相关参数以及仿真结果）；2、提交一份电路原理图；工作计划第一周周一到周二，查阅资料；第一周周三到周五，理论设计；第二周周一到周三，计算机仿真；第二周周四到周五，撰写设计说明书并答辩；参考资料1、基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计2、模拟电子技术：3、电路理论4、数字电子技术指导教师签字基层教学单位主任签字说明：此表一式四份，学生、指导教师、基

3、层教学单位、系部各一份。2010年6月18日燕山大学课程设计说明书摘要本课程设计主要任务是设计能够消除运算放大器输入失调电压的电路，使运算放大器实现自稳零。完成题目的理论设计模型，并且完成电路的multisim仿真。关键字:运算放大器输入失调自稳零电路第一章引言我们知道从自然现象中获得的电信号基本都是模拟信号。而随着电子技术的进步，对模拟技术的要求也越来越高。运算放大器的应用技术的重要自然是不言而喻的。在使用运算放大器进行实验或电路组装调试过程中，经常由于运算放大器本身存在的“非理想”特性，出现实验结果与理论计算值出入较大或调试结果与理论设计目标发生

4、较大偏差。其主要原因之一是由于运算放大器本身的结构和参数不能完全达到“理想”对称，而产生失调电压和失调电流。如果采用的失调补偿措施不当，那么采用运算放大器设计电路的诸多优点就不能得到充分体现。因此使用运算放大器前必须对其进行零点调节，消除输入失调电压电流的影响，以满足电路性能要求。为了确保零位输出，常用的方法是通过在器件的调零端端外接电位器来实现，但通过人工调节外接电位器而调零的方法存在许多弊病，为此本课程设计采用零点自动调节的方法以消除运算放大器输入失调电压，使运算放大器实现自稳零。共18页第18页燕山大学课程设计说明书运算放大器自动完成零点调节，

5、有如下的几个特点。从制作方面讲，通过连接多个可变电位器对运算放大器进行零点调节，所需的人工增多造成运算放大器制作使用的成本增高。从使用方面看，人工调节的电路的可靠性稳定相对差一些，风吹、气温上升、输出增加、装置旋转等外界条件的变化都将引起电路失调。对此，自动零点调节的方法有十分重要的意义。第二章基本原理概述2.1运算放大器简述集成运算放大电路(简称集成运放)是一种基本的实用电路。它被广泛地运用于仪器、仪表、控制设备等电子线路中。尽管运算放大器的型号各异，但各种不同型号的放大器的基本组成可分为三部分：输入级，第二级，输出级。如图2-1所示图2-1运算放

6、大器基本组成框图输入级:要求输入电阻高，差模放大倍数高抑制零点漂移和共模干扰信号的能力强。输入级是由两对互相匹配的晶体管组成，构成差分放大电路和电流镜像电路。中间级：提供足够的电压放大增益和更宽的信号摆幅。同时有较高的输入电阻，以减小对前级的影响。输出级：一般由射级跟随器构成，与负载相接，用来提供较低的输出阻抗并对第二级提供功率放大器的作用。共18页第18页燕山大学课程设计说明书2.2输入电压失调对理想运算放大器，输出电压为零，输出电压也必然为零。然而，实际运算放大器中前置的差动放大器并不一定完全对称，必须在输入端加上某一直流电压后才能使输出为零，这

7、一直流电压便称为输入失调电压。如图2-2所示，在理想或无失调电压的运算放大器的一个输出端上串接一个微小的电压源，这样就可以模仿一个实际运算放大器。式2-1为了使输出为零，需使式2-2即式2-3(a)共18页第18页燕山大学课程设计说明书(b)图2-2具有输入失调电压的放大器的VTC和电路模型2.3输入失调电压的热漂移输入失调电压与温度有关，可用温度系数式2-4来表征这个特征。式中是绝度温度，以开尔文计算，以微伏每摄氏度计。普通放大器的值一般在5uV/℃的数量级。热漂移是由固有的失配以及输入级两部分之间的温度梯度引起的。由于在输入级采用了很好的匹配和热

8、跟踪技术，可以使运算放大器具有更低的热漂移。利用式2-5可以预估运放的值式中是25℃是的值。共18页第18页