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测量放大器实验报告.pdf
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武汉理工大学《电子技术基础 模拟部分》课程设计
目 录
摘 要..............................................................................................................................1
Abstract ..........................................................................................................................2
1. 设计准备...................................................................................................................3
1.1 引言................................................................................................................3
1.2 Multisim 简单介绍........................................................................................3
2. 测量放大器原理图设计...........................................................................................5
2.1 设计任务及要求............................................................................................5
2.2 设计原理........................................................................................................5
2.3 设计方案及实现............................................................................................7
2.3.1 方案 1 及电路图....................................................................................7
2.3.2 方案 2 及电路图....................................................................................8
2.3.3 方案 3 及电路图....................................................................................9
2.3.4 方案 4 及电路图....................................................................................9
2.4 比较后选择的方案及合适器件..................................................................13
2.5 部分功能电路…
……………………………..…………………………………….
10
3. 电路的仿真、测量波形及实物图.........................................................................13
3.1 电路的仿真..................................................................................................13
3.2 测量波形......................................................................................................15
3.2.1 输入差模信号…………………………..…………………………….19
3.2.1 输入共模信号……
…………………………………………………..……….
20
3.3 实物图和调试波形图……..………..…………………………….……….20
3.3.1 实物图………………………………………………………..……….20
3.3.1 调试波形图…
……………………………………………………………...….
21
4. 设计过程的问题和解决办法........................................................................…….19
4.1 元器件的选择................................................................................................19
4.2 实验发现的问题和解决方法........................................................................19
5. 元器件清单.............................................................................................................21
6. 小结.........................................................................................................................22
7. 参考文献.................................................................................................................23
1
武汉理工大学《电子技术基础 模拟部分》课程设计
摘 要
测量 放大 器又 称为 数 据放 大器 或仪 表放 大 器,常 用于 热电 偶,应变
电 桥 .流 量 计 , 生 物 电 测 量 以 及 其 他 有 较 大 共 模 干 扰 的 支 流 缓 变 微 弱 信
号的 检测 。
测 量放 大器 是一 种 高增 益、直 流 耦合 放 大器,它具 有 差分 输 入、单
端输 出、 高输 入阻 抗 和高 共模 抑制 比等 特 点 , 因此 得到 广泛 的 应用 。
在 工 业 自 动 控 制 等 领 域 中 , 常 需 要 对 远 离 运 放 的 多 路 信 号 进 行 测
量,由于 信号 远离 运 放,两者 地电 位不 统 一,不可 避免 地存 在 长线 干扰
和传 输网 络阻 抗不 对 称 引 入的 误差。为了 抑制 干扰,运放 通常 采用 差 动
输 入 方式 。 对 测 量 电 路 的 基本 要 求 是 : 高 输 入 阻抗 , 高 共 模 抑 制 比 , 高
增益 及宽 的增 益调 节 范围 。
本次设计通过采用仪用放大器的改造来实现设计一测量放大器 ,并满足其高
输入阻抗和高共模抑制比及高通频带的要求。
关键词:测量放大器,集成运算放大器,数据放大器,高共模抑制比,高通
频带,低噪声
1
武汉理工大学《电子技术基础 模拟部分》课程设计
Abstract
Amplifier is an important component of electronic systems to understand and
master the amplifier for the learning and application of electronic systems of great
help. Signal detection amplifier circuit there are many types of real systems are often
used in measurement amplifiers and isolation amplifiers.Signal detection amplifier
circuit there are many types of real systems are often used in measurement amplifiers
and isolation amplifiers.
Instrumentation Amplifier is also known as data amplifiers or
instrumentation amplifiers, commonly used in thermocouples, strain bridge.
Flowmeters, bio-electrical measurements, and other tributaries of a larger
common-mode interference in weak signal detection of slow changes.
Instrumentation Amplifier is a high-gain, DC-coupled amplifiers, it has a
differential input, single-ended output, high input impedance and high common-mode
rejection ratio and other characteristics, it is widely used.
In the industrial automation and other areas, often far from the op amp need
for multi-channel signals are measured, because the signal away from the op amp, the
two ground potential are not unified, there is inevitably long-term interference and
transmission network impedance asymmetry introduced error. In order to suppress
interference, commonly used op amp differential input mode. The basic requirements
of the measuring circuit are: high input impedance, high common-mode rejection ratio,
high gain and wide gain adjustment range.
The design through the use of instrumentation amplifier designed to achieve
the transformation of a measuring amplifier and its regulated power supply used, and
to meet their high input impedance and high common-mode rejection ratio and
high-pass band requirements.
Key words: measurement amplifier, integrated operational amplifiers, data
amplifier, high common-mode rejection ratio, high-pass band, low-noise
2
武汉理工大学《电子技术基础 模拟部分》课程设计
1. 设计准备
1.1 引言
在 工 业 自 动 控 制 等 领 域 中 , 常 需 要 对 远 离 运 放 的 多 路 信 号 进 行 测
量,由于 信号 远离 运 放,两者 地电 位不 统 一,不可 避免 地存 在 长线 干扰
和传 输网 络阻 抗不 对 称引 人的 误差。为了 抑制 干扰,运放 通常 采用 差动
输 人 方式 。 对 测 量 电 路 的 基本 要 求 是 : 高 输 人 阻抗 , 高 共 模 抑 制 比 , 高
增益 及宽 的增 益调 节 范围 。
本次设计通过采用仪用放大器的改造来实现设计一测量放大器及其所用的
稳压电源,并满足其高输入阻抗和高共模抑制比及高通频带的要求.。
1.2 Multisim 简单介绍
Multisim 是加拿大图像交互技术公司( Interactive Image Technoligics
简称 IIT 公司 )推出的以 Windows 为基础的仿真工具,适用于板级的模拟 /
数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述
语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。
工程师们可以使用 Multisim 交互式地搭建电路原理图,并对电路行为
进行仿真。 Multisim 提炼了 SPICE 仿真的复杂内容,这样工程师无需懂得
深入的 SPICE 技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计,这也使
其更适合电子学教育。通过 Multisim 和虚拟仪器技术, PCB 设计工程师和
电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测
试这样一个完整的综合设计流程。
3
武汉理工大学《电子技术基础 模拟部分》课程设计
图1 Multisim登陆画面
4
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