电路设计报告范文

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1、戒都理工丈学计算机辅助电路分析课程设计题目名称由LM10等构成的直流表头放大电路学院名称核技术及其自动化工程学院所属专业电气工程及其自动化学生姓名*****班级********一、设计的题目及其要求(1)设计题目rtlLM10等构成的直流表头放大电路(2)课程设计的目标、基本要求及其功能：设计能够实现直流表头放大的电路，并对其进行仿真分析。本电路应现对直流表头的放大，并能有一定精度，应在一定温度和外界环境中正常运行工作。并能做出整个直流表头放大电路在现实生活中的应用。(3)设计要求的最终指标本电路是能够在温度范围为15—55°C区间内稳定工作的直流表头放大电路。其满标度的灵敏度为10mV

2、/10nA。二、设计的基本思路及其设计出发点本电路采用低功率集成运算放人器LM10作为放人电路的核心器件。本电路作为测量表的一部分，应含有一定精度，也有一定的工作范围限制，如电流频率，环境温度等。所以对电路的放大能力、工作频率范围等也有一定要求，且对微弱电信号能进行测量。三、方案原理论述图1是由LM10等构成的直流表头放大电路。图1由LMIO等构成的盲.流表头放人电路图它是在温度范围为15一55°C能稳定工作的直流表头放大电路。满标度的灵敏度为10mV/10nAoR6(2KQ)用于调零。调零的基准电压由LM10片内的基准电压源决定，不受电源电压变化的影响;R5(5KQ)用于调偏置电流;V

3、D1和VD2为LM10的保护二极管。该电路的电源电压为1.5V,消耗电流约为0・5mA。对直流表头进行放大可测量更微小电信号。在正常的放大器工作状态下，二极管VD1和VD2构成差分式二极管保护电路，使保护二极管上的电压保持0V偏置，而在发生过压期间，二极管将故障电流旁路到地。在电气测量中，理想情况下，电表的接入应不影响被测电路的原工作状态，这就要求电压表的内阻为无穷大、电流表的内阻为零。实际上，万用电表表头的可动线圈总有一定的电阻，用它进行测量时将影响被测量的值，引起误差。此外，交流电表中的整流二极管的压降及非线性特性也会产生误差。如果在万用电表中使用运算放大器，就能大大降低这些误差，提

4、高测量精度。在欧姆表中采用运算放大器，不仅能得到线性刻度，还能实现自动调零。下图是LM10的一些参数情况I叩utNoiseVoltage0CVoltageGainTransconductance10MtitNiltunHill■IIIW100Ik10k：00kFREQUENCY(Hz)00■WV7AS3SONmdE9010Ck1O<1k100LOADRESISTANCE(0>10s—a=案snn:■■grgmVS^±2VVsat^IV0.10010020050.10.20.5LOOFFSETVOLTAGECHANGE(±n>V)OutputSaturationCharacteristic

5、sOutputSaturationOutputSaturationCharacteristicsCharacteristics为了减小表头参数对测量精度的影响，将表头置于运算放大器的反馈回路中。这吋，流经表头的电流与表头的参数无关，进行量程切换时，只要改变RP2电阻即可。表头电流丨与被测电压u的关系为l=l/RUi四、仿真设计分析本次仿真过程采用MULTISIM10.0进行仿真分析，其屮由于在其元件库中找不到集成运算放大器LM10,所以采用了同系列功能相似的LM101AD进行仿真分析，对本次仿真分析影响不大。本次仿真分析进行了如下分析：参数扫描分析、直流扫描分析、静态工作点分析、交流分析

6、、交流最坏情况分析、瞬态分析、温度扫描分析、灵敏度分析。全部仿真分析情况如F：（1）参数扌「【描分析情况如图2所示图2参数扫描分析（2）直流扫描分析情况如图3所示专GrapherViewFileEditViewToolsDCoperatingpoint

7、ACAnalysis

8、TransientAnalysis

9、FourierAnalysisDCSweep

10、直流表头放大电路DCTransferCharacteristicw2Voltage(V)图3首流打描分析（3）静态工作点分析情况如图4所示侮GrapherView［甘丨回丁却.1FileEditViewToolsD耳GL繆直I$豔寵a

11、

12、益旨題Q醴冋IQ嬲总毬I憨釦題風ISDistortionAnalysisIDistortionAnalysis

13、NoiseAnalysis

14、NoiseFigureAnalysisDCoperatingpoint32DCOperatingPointDCOperatingPointI:1V{12)-430.83081m-V(11)-427.18714mV{2)-530.01532~TV(1)0.000005V{3)-198.68124m