模拟电子技术基础课程设计报告--集成运算放大器的应用

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1、《模拟电路基础》课程设计课题名称___集成运算放大器的应用___班级_______09电信（1）班______姓名__________陈先樑___________学号__________090303015__________指导教师__________吴志伟____________日期_______2011~2012上学年____集成运算放大器的应用摘要使用一片通用四运放芯片LM324组成电路实现下述功能：使用低频信号源产生，的正弦波信号，加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号，如图1(b)所示，，允许有±5%的误差。要求加法器的输出电压。

2、经选频滤波器滤除频率分量，选出信号为，为峰峰值等于9V的正弦信号，用示波器观察无明显失真。信号再经比较器后在1kΩ负载上得到峰峰值为2V的输出电压。电源只能选用+12V和+5V两种单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源和其它型号运算放大器。要求预留、、、和的测试端子。一、概述1、设计的组成部分（1）方波-三角波产生电路设计（2）加法器（3）低通滤波器（4）比较器2、设计的目的（1）掌握LM324芯片的基本组成电路；（2）熟悉一些基本器件的应用;（3）熟悉多功能板的焊接工艺技术和电子线路系统的装调技术;（4）设计一个用集成运算放大器构成的基本电路。熟悉集成运算放大器

3、波形变换与三角波，正弦波等的产生电路的工作原理，并且知道其设计和调试方式。二、单元电路设计1、三角波产生器的设计如下图1.1.2所示为由集成运放构成的方波和三角波发生器电路，图1.1.3为由集成运放构成的方波和三角波发生器的输出波形图。图1.1.2三角波产生器图1.1.3方波和三角波发生器的输出波形图功能：方波和三角波发生器功能主要是产生如图1.1.3的三角波其中。由集成运放构成的方波和三角波发生器的形式很多，但通常由滞回比较器和积分电路构成。按积分电路的不同，又可以分为两种类型：一类是由普通的RC积分电路组成，另一类由恒流充放电的积分电路和滞回比较器组成。在本次的

4、课程设计中方波和三角波发生电路是采用了由集成运放组成滞回比较器和普通的RC积分电路组成。2、加法器设计如下图1.1.3为加法器的原理图图1.1.3加法器原理图功能：由低频信号源产生，的正弦波信号，加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号要求输出实现电压。3、滤波器设计如下图1.1.4为滤波器的设计原理图图1.1.4滤波器原理图功能：经选频滤波器滤除频率分量，选出信号为峰峰值等于9V的正弦信号。3、比较器设计如下图1.1.5为比较器原理图图1.1.5比较器原理图功能：信号再经比较器后在1kΩ负载上得到峰峰值为2V的输出电压5、器件选择与参数设定

5、1、选择集成运算放大器 1、由于方波前后沿与用作开关的器件A1的转换速率SR有关，因此当输出方波的重复频率较高时，集成运算放大器A1应选用高速运算放大器，一般要求时选用通用型运放即可。2、集成运算放大器A2的选择：积分运算电路的积分误差除了与积分电容的质 量有关外，主要事集成放大器参数非理想所致。因此为了减小积分误差，应选用输入失调参数（VI0、Ii0、△Vi0/△T、△Ii0/△T）小，开环增益高、输入电阻高，开环带较宽的运算放大器。2、确定正反馈回路电阻R1与R2R1与R2的比值均决定了运算放大器的A或A1触发翻转电平，也就决定了三角波的输出幅度。因此根据设计要

6、求的三角波输出幅度，由上式(3)可以确定R1和R2的阻值。由（3）式可以得到R1/R2=1/3。3、确定积分时间常数RC  积分元件R、C的参数值应根据方波和三角波所要求的重复频率来确定。当正反馈回路电路R1、R2的阻值确定之后，再选取电容C的值，由上式(1)可求的R。4、LM324介绍LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装,外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器,除电源共用外,四组运放相互独立。每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示,它有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

7、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Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图2由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛应用在各种电路中。3、总体设计整个系统的设计框图如下图1.1.6图1.1.6系统连接图三、系统调试1、三角波发生器仿真输出波形图2、加法器仿真输出图3、滤波器的仿真输出图4、比较器的仿真输出图5、设计过程中所用到的仪器①选取的元器件如下：函数信号发生器；示波器；直流电源；集成运