课程设计（论文）-低频放大器的设计

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1、目录1引言32方案设计32.1设计思路32.2方案比较与选择32.3硬件模块设计42.3.1前置放大电路42.3.2通频带选择网络52.3.3中间级放大模块：52.3.4输出级模块：62.3.5信号源模块62.3.6电源模块62.4软件模块设计62.4.1基于STC89C52RC单片机的频率显示模块73设计实现84系统测试84.1测试条件和测试仪器设备94.2各类指标的测试95结论96参考文献10附录一：低通、高通滤波器频率曲线11附录二：带通滤波器频率曲线11附录三：信号源原理图12附录四：电源模块原理图12附录五

2、：低频放大器总体电路图13附录六：频率显示模块程序代码：1314低频放大器的设计摘要基于以运算放大器（OP07、OP37）为主要芯片，设计并制作一个低频放大器。通过三级耦合放大，基本达到2000倍的增益。电路利用仪用放大电路作为输入级抑制噪声，增大输入电阻。在二级电路利用四阶有源带通滤波器实现了3KHz到5KHz的通频带，抑制干扰信号。由各单个元器件的漂移特性，巧妙采用放大级正向、反向输入端，有效的抑制了零漂。另外以电压跟随器作为末级输出，减小了输出电阻。各级间以阻容耦合的方式，有效地抑制了直流信号。关键字：低频放大

3、器滤波器零点漂移增益步进141引言在很多电子线路中，对于一个非常微弱的低频电压信号，需要放到很大的倍数来使用和使其他的仪器识别、测量。本次设计一个低频放大器来实现对低频信号的放大。本次设计的低频放大器要满足以下基本要求：(1).电压放大倍数200－2000倍，最大不失真输出幅度不小于10V。放大倍数可预置（步进≯200倍）；(2)．通频带3kHz－5kHz；(3)．放大倍数为2000倍时，测得输出噪声电压峰—峰值等效到输入端小于1mV；(4)．输入电阻不小于100kΩ，输出电阻不大于50Ω。系统的设计框图如图1所示。

4、电源模块末级放大电路中间级放大电路前置放大电路带通滤波电路信号输入步进开关图1系统框图2方案设计2.1设计思路为了达到设计的要求，放大器必须采用多级耦合的连接方式进行逐级放大。至于通频带，我们选择了八阶有源带通滤波器。因此本设计的关键在对于通频带的控制和抑制级间自激振荡。2.2方案比较与选择通过以上分析我们拟定如下方案：方案一：输入级由差分放大电路组成，滤波电路由四阶高通滤波器和四阶低通滤波器直接耦合构成带通滤波器，其中低通滤波电路的截止频率为5KHz，高通滤波电路的截止频率为3KHz。通过测试其频率特性曲线如附录1

5、所示。在中间级放大采用采用同向比例放大电路，末级放大电路采用反向比例放大电路。电路模块框图如图2所示：14反向比例放大电路同向比例放大电路差分放大电路低通、高通耦合滤波器图2方案二：在输入级采用仪用放大带电路，滤波电路采用八阶有源带通滤波电路，其上限截止频率为5KHz，下限截止频率为3KHz。经过测试其频率特性曲线如附录2所示。中间级放大电路采用同向放大电路和方向放大电路耦合组成，末级电路由射级跟随器组成。电路模块框图如图3所示：8阶带通滤波器同向比例、反向比例耦合放大电路射级跟随器仪用放大电路图3由于放大电路要求输

6、入电阻高、输出电阻低、带负载能力强、抗干扰能力强、输出噪声小。因此对电路的输出级和滤波模块要求高。而仪用放大器的输入电阻高，抗干扰能力强，共模抑制比高。放大电路采用同向比例放大电路与反向比例放大电路耦合能够很好的抑制零点漂移。滤波电路对电路抑制噪声干扰的能力有至关重要的作用。低通滤波高通滤波电路耦合构成的带通滤波器滤波效果不是很明显，相比较带通滤波电路对通带频率以外的频率的抑制效果明显。电压跟随器能有效的隔离负载和前级电路，能提高电路的带负载能力，且输出电阻小。通过比较我们选用方案二。2.3硬件模块设计2.3.1前置

7、放大电路前置放大电路对提高整个电路的输入电阻，抗干扰能力很重要。而仪用放大电路的前级采用同向放大电路，后级采用差分放大电路。因此其输入电阻大，抗干扰能力强，而且还具有很高的共模抑制比。因此前置放大电路选用由三个运算放大器够成的仪用放大电路。原理图如图4所示：14图42.3.2通频带选择网络应题目要求，放大器的放大频率范围为3KHz到5KHz。所以通频带的选择网络由带通滤波电路构成，原理图如图5所示。图52.3.3中间级放大模块：在本级设计中我们采用输入信号从第一级运放的正向端输入，输出至第二级运放的反向输入端，这种方

8、法可使相邻两级的漂移相互抵消，最终可达到抑制漂移的目的。在增益调节电阻中我们选用拨位开关来选择不同阻值的电阻用于实现200倍的步进。原理图如图6所示:14图62.3.4输出级模块：本模块由运放射极电压跟随器组成，跟随器起到了隔离负载的作用增加了电路的带负载能力。并且可以减小输出电阻。如图7所示：图72.3.5信号源模块本模块是以专用信号发生芯片