可编程仪器放大器设计.doc

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1、可编程仪器放大器设计——低频电子线路课程设计论文可编程仪器放大器设计——低频电子线路课程设计论文12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

2、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

3、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12可编程仪器放大器设计——低频电子线路课程设计论文1）管脚功能说明引脚号符号功能124512131415IN/OUT输入/输出端91011ABC地址端3OU

4、T/IN公共输出/输入端6INH禁止端7VEE模拟信号接地端8Vss数字信号接地端16VDD电源+2．放大电路LM3241）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

5、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。2）芯片管脚LM324芯片引脚图12可编程仪器放大器设计——低频电子线路课程设计论文1）电路放大部分选择①单运放电路A．原理电路LM324单运放五档可变电路B．参数确定当开关S1闭合时，；当开关S2闭合时，；当开关S3闭合时，；当开关S4闭合时，；当开关S5闭合时，。当、、、、分别为1、2、4、8、16时，就可以确定的值，从而实现电路不同倍数的放大。②三运放电路A

6、．原理电路12可编程仪器放大器设计——低频电子线路课程设计论文三运放集成电路A．确定参数根据运算放大器的工作原理，可确定的值。由可得：；，；由叠加原理可得：；当，，时，有；；当=1、2、4、8、16时可分别确定的值来实现放大。一．实验内容1．电路仿真1）方针电路参数，，，可得：当=1、2、4、8、16时，12可编程仪器放大器设计——低频电子线路课程设计论文；取即可。1）仿真电路图12可编程仪器放大器设计——低频电子线路课程设计论文2）仿真波形一倍放大12可编程仪器放大器设计——低频电子线路课程设计论文二倍放大12

7、可编程仪器放大器设计——低频电子线路课程设计论文四倍放大12可编程仪器放大器设计——低频电子线路课程设计论文八倍放大12可编程仪器放大器设计——低频电子线路课程设计论文十六倍放大12可编程仪器放大器设计——低频电子线路课程设计论文*放大器编选运用可编程放大器的基本电路，即运用一个运算放大器实现放大功能，因为此电路精度差，输入电阻小等缺点被摒弃。运用仪器放大器三运放实现，其特点为：（1）输入电阻极高由于输入级均为同相输入，对于理想运放，输入电阻为无穷大。（2）共模抑制比极高因为电路对称性好，其共模抑制比高于普通差放

8、，可有效抑制共模信号，大大减小外部感应噪声的影响。（3）增益调节方便1）仿真数据分析放大倍数输入电压（mV）输出电压（mV）15050．063250100．032450199．965850400．7321650798．9652．电路设计=1、2、4、8、16时，所接分别为；在面包板上按电路图将电路连接起来（CD4051代替开关）；将交流电压表直接与信号发生器连接，调节信号