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实验一-仪器放大器设计与仿真

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1、南昌大学实验报告学生姓名：刘阳学号:6110116158专业班级:电子165实验类型：口验证综合设计创新实验日期：12.2L实验成绩：实验八仪器放大器设计与仿真一、实验目的1、掌握仪器放大器的设计方法2、理解仪器放大器对共模信号的抑制能力3、熟悉仪器放大器的调试功能4、掌握虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器的使用方法，如示波器，信号发生器等虚拟仪器的使用二、实验原理下图是由三个集成运放构成的仪器放大器电路。其中，集成运放U2C组成减法电路，即差值放大器，集成运放U2A和U2B各对其相应的信号源组成对称的同相放大器，12.0VLM324ADR4 = R6。且 R = R2，R3 = R5由于v_v+，因而加在RG (即R7)两端的电压为一处，相应通过RG的电流i = n匕2，由于i 一0,因而G R-G= ig + 留H f W 奕=珞艮 + Vjn当 r3=r2=r 时，源 17奕=1 + 商MrTl 巧 2)对于U2C而言，U2B加在反相输入端，U2A加在同相输入端，利用叠加原理，合成的输出电压：=-互+互o R o1 R o 2由于R3=R5,R4=R6，因而= D 3

2、g (1 - V；2)3Ktr仪器放大器的差模电压增益：瞄=;=_剥+第因此改变电阻的值可以改变仪器放大器的差值电压增益，此仪器放大器的增益是负的，要使增益为正的，则可在输出时加一个反相器，即可得到增益为正的仪器放大器。三、实验器材Multisim虚拟仪器中的函数发生器、运算放大器、示波器。四、实验内容1、采用运算放大器设计并构建一起放大器：(1) 输入信号Uj=2sinwt(mV)时，要求输出电压信号uo = 0.4sinwt(V)，A 户200，f=1kHZ；vd(2) 输入阻抗要求Ri1MQo2、用虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器，按设计指标进行调试。主要虚拟仪器中的函数发生器、运算放大器、示波器。五、实验方案1、实验设计思路:输入差模信号设计仪器放大器由增益设定所有电阻值用示波器观察输、出与输入关系2、输入差模信号:XFG1 VCC通过函数信号发生器正负输出端使U2A=1sinwt（mV）U2B=-1sinwt（mV），入的差模信号Ui=2sinwt（ mV）则输10kQ 20 %Key=A 3、设计仪器放大器，并由增益设定相关电阻值LM324ADLM324AD、-1

3、2.0V IGk。 Key=A 20%U2By -jQR6VWn100kQ-LM324ADU2AVCC12.0V由实验原理可知，要使Avf=200,则由公式Af= -R3Rg J可令R = 2kQ, R = R = R = R = R = 1kO, R = R = 100kQG1235464、实验总原理图:六、实验仿真结果CH1和CH2组成差模输入，CH3为Uo输出。右边为共模信号输出电压iiii4iiiiCHI1111 11 1 i i 11 i ii i 11 i iiii- iiiiiiiiCHIPk-Pkiiiiiiii11i1IIIIPk-Pk fi3.1uV CHI Noner1itiiiiiiii:i_iji11tiiii iiii i_lJ1/WWV i i1 i L d i ri Mw1 1 一血口二企IIII-GH2Pk-Pk -.MV.iiii_iiii_iiiiiijiiiii iiii iiii iij.iiii.iiii-iiiilllliiiiCHI NoneCHSPk-FkCH4 None 11 11 11 11 i i i m m i-iiii iii

4、i iiiii i m m 11 11 i 11 11 i-iiiiiiii11iLi1| L 1 1 | j 1 1 I J_ 1 1 j_|1111I111-r.! i1tiiiiiiiii_ - - - r iiiiiiiiiiiii-j- - - -|- - 1111IIIIIIIICHI Noneiiiiiiiiiiii:i_iJ1IIIIIIII IIII l_1J1 yiiy ih r ir_iriiii iiiiCHI NoneL11I11 一 11CHINone.iiii_iiii.iiiiIIIIIIIIIIIIi-iiii.iiiiu.卜I11I-1111-1 i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i iiiitiiiaiiiifli i i i i i iH IVM2msCH1 加h 2rnV GHZMZnsCHl/DV3 5D0mV CH4 2mV七、误差分析经过仿真计算得到以下主要数据:输入差模电压:Uid=1.99mV仪器放大器的输出电压：Uo1=397mV Uo2=63.1uV仪器放大器的差模电压增益：Avd=199.5 200 （误差极小）kcmR= 8八、实验心得通过本实验的学习，不仅让我能够熟练掌握了 mutisim软件的操作及仿真流程，通过老师对我的提问，这还增加了我对差模与共模的深刻认识。在做实验前，只是基于理论课上的知识，我对理论课上学的差模与共模还未搞懂，现在做完实验后，知道了它的原理和作用，并且老师的提问，更能让我了解和掌握这方面知识。

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