集成运放应用电路的仿真分析.pptVIP

集成运放应用电路的仿真分析 1、 熟悉并掌握用Multisim 10仿真设计与分析 的方法 2、熟悉集成运算放大器器件的引脚排列和主要 技术指标 3、熟悉集成运算放大器的线性运算关系及测试 方法 教学目的及要求： 一、仪器放大器（三运放仪器放大器） 仪器放大器是用来放大微弱差值信号的高精度放大器。 特点：KCMR 很高、 Ri 很大， Av 在很大范围内可调。 （1）理论分析、计算 vI1 + - A1 R3 -+ A2 R9 vo1 vO vI2 -+ A3 R4 R6 R7 R5 R8 iG vo2 R1 R2 由 得 从而 由减法器 A3 得： 图9.1 三运放仪器放大器 若 R1 = R2 、R3 = R4 、R5 = R6、 R7 = R8 整理得 取： R1 = R2 = 10kΩ、R3 = R4 = 100kΩ 、R5 = R6 = 10kΩ 、 R7 = R8 = 300kΩ、 R9 = 10kΩ （2）仿真测量、分析 在Multisim10电路窗口中创建如图9.2所示的实验 测试电路。 图9.2 三运放仪器放大器仿真电路 电路中所用元件在Multisim 10元件库中的位置如下： ① 电阻：Master Database\Basic\resistor; ② 运放：Master Database\Analog\OPAMP; ③ 电源：Master Database\Source\Power_sources\DC-Power; ④ 地：Master Database\Source\Power_sources\ground; ⑤ 电压表：Master Database\Indicators\Voltmeter; 电路中函数信号发生器XFG1为输入信号，是幅度为 10uV、频率为1kHz的两路正弦信号。 示波器XSC1的通 道A、B分别观测仪器放大器的输入信号、输出信号。 设置完毕后，单击仿真开关，进行仿真分析。此时电路 的输入、输出波形在示波器XSC1显示的波形如图9.3所示。 图9.3 三运放仪器放大器仿真结果 由交流电压表测得，在输入信号为0.014mV（有效值） 时，输出电压为8.9mV，计算出电路的电压放大倍数为635.7 。这一结果与理论分析基本一致！！！ 二、一阶有源低通滤波器 图9.4 一阶有源低通滤波器 + - A1 vO R Rf C +- vi R1 电路的传递函数可表示为： 其中： （1）理论分析、计算 幅频特性： 相频特性： 电路特点： （1） 时， 有放大作用 （2） 时， 幅频特性与一阶无源低通滤波器类似 （3）运放输出，带负载能力强 取： R= 1kΩ、C = 1nF 、R1 = Rf= 2kΩ。 其通带电压放大倍数为： 通带上限截止频率为： 当f f0时，理论上的幅频特性曲线，在过渡带按 -20dB每十倍频斜率下降。 （2）仿真测量、分析 在Multisim10电路窗口中创建如图9.5所示的实验 测试电路。 图9.5 一阶有源低通滤波器仿真电路 在Multisim10中，用扫频仪测得通带电压放大倍数为6.02dB，游标移至A下降3dB（约3.061dB）的位置，测得上限截止频率为144.242kHz，如图9.6（a）所示。 图9.6 一阶有源低通滤波器幅频特性曲线 （a） 图9.6 一阶有源低通滤波器幅频特性曲线 （b） 移动游标至1.442MHz（约十倍频）的位置，测得A约为-22.958dB，如图如图9.6（b）所示。过渡带（没有拐点段）按-[3.06-(-22.958)]=-26.018dB每十倍频的斜率下降。 理想情况下，希望当 f f0时，电压放大倍数立即降 为0。由图9.6所示的幅频特性曲线可以看出，一阶有源 低通滤波器虽然可以滤除 f0以上的高频信号，但与理想 的幅频特性曲线差距较远，当 f f0时，幅频特性曲线在 过渡带（没有拐点段）只是以-26.018dB每十倍频的斜率 缓慢下降，过渡带较宽。