测量放大器的设计与实现的毕业设计论文(编辑修改稿)

测量放大器的设计与实现的毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

r supply. Measuring amplifier is derived from the operational amplifier, specifically precision differential amplifier integrated circuit microelectrical signal amplification, micro signal measurement, high input resistance to reduce measurement error and the circuit under test. And require multiples of adjustable amplifier in order to achieve a larger range of signal measurements. Measurement of the differential input of the preamplifier stage with doubleended signal to a singleended signal conversion, and then amplified through the amplifier. The signal converting circuit is one end of the signal output is converted into a signal output at both ends, is mainly used in the improved differential amplifier circuit, the amplifying circuit frequency measurement test is primarily used in this design. The power supply circuit for measuring amplifier and signal changes of the opamp power supply. Key words: Measuring amplifier, signal converters, power supply 本科毕业设计 2 测量放大器的设计 低噪声前置放大器 方案一： 直接采用高精度 op 放大器结成置悬电桥差动放大器。 利用放大器 实现双端输入信号到单端输出的转变，放大主要通过电阻与下一级反向比例放大器进行耦合获得。 这个电路主要特点是设计简单，但其对结构工艺要求不高，输入阻抗低，失调电压和失调电流等参数也会因为放大器本身性能的限制无法达到实验要求，并且该方案无法抑制放大器本身的零漂及共模信号产生，严重影响实验的准确性，虽然设计及操作简单，但仍然放弃该方案。 方案二： 采用实验室常用放大器。 第一级差分放大电路是由运放 A A2 按同相输入法组成。 再将运放 A3组成第二级差分放大电路。 在第一级差分放大电路中，通过将 V1加到 A1输入端形成虚短， V1V2 加到 A2形成虚断，通过计算可以得到电路的电压增益，可以适当的变换电阻的阻值以可实放大倍数的改变，可以用一个可调节阻值的电位器代替R1来实现对放大倍数的控制。 这个方案的优点是，电路设计简单，所需要的元器件较少， A1 和 A2两个放大器本科毕业设计 3 所形成的第一级差分放大电路为双端输出，共模放大倍数理论为 0，可以大大的提高共模抑制比，有效地抑制共模信号，并且 A A2 的同相端输入信号 V1V1 形成虚短和虚断 ，可以得到流入放大器的电流为 0，所以输入电阻 Ri 为无穷大。 设计需要两运放的性能完全相同 ,该方案除输入电阻无穷大的特点外， A A2 的共模增益、失调及漂移产生的误差也相互抵消。 由于本设计要求放大的倍数可以调节，但是调节后电位器的阻值无法准确获得，因而该方案不能满足实验要求，舍弃该方案。 方案三： 方案三是基于方案二上进行的优化改造，电路前级放大仍采用两运放相同输入法组成，采用双端输出双端输入，能有效地控制共模抑制比。 第一级放大采用差分输入，减少了电路零漂的影响，能够有效地提高电路的共模抑制能力。 然后再通过 A3 信号实现双端输入信号到单端输出的转变。 为了在节约成本同时提高电路的共模抑制能力， A3 仍采用 OP07。 同时加入了凋零电路来提高其共模抑制能力以及精准度，用可本科毕业设计 4 变电阻 R7 与固定电阻 R6 串联后与 R5 进行匹配，保证了电路的对称性，从而减少温度漂移对实验的影响，然后再接一级比例放大，通过对电阻 R12 的的调节实现对整个电路的放大倍数的改变。 经过实验仿真，基本符合要求。 对于扩展部分，可以将用一个电阻网络替换电阻 R12，用单片机控制其阻值即可大道放大倍数的调节，经过理论研究分析，该方案基本可以满足步进为 1的要求 ，将采用本电路。 信号转换器 设计要求将单端输入信号不失真地转换为双端输出信号，用作测量直流电压放大器频率特性的输入信号。 一般采用单端输入双端输出的差动放大器进行信号的变化。 为了保证电路的精度，必须保证电路的对称性，所以仍采用高精度低漂移的 OP07 作为运放。 将同相放大器接成射随器，把前端输入分压，使 Vo(+)=(1/2)Vin，反向放大器的AV=R6/R2=50/100=1/2，使得 Vo()=(1/2)Vin，实现信号不失真转换。 经过反复研究设计确定如下电路图，此电路从同相端入，满足 输入高阻抗的要求。 本科毕业设计 5 电源电路的设计 电源电路主要由变压部分、整流部分、滤波部分和稳压部分组成，这里直接采用比较常用的稳压电源电路，既能简化电路，又能满足实验要求。 主要利用稳压芯片LM7915 及 LM7815 产生所需要的177。 15V 的电压输出。 运放需要双电源供电，所以采用双输出的变压器实现， 18V输出的变压器就能满足要求，电源各部分组成如图。 本科毕业设计 6 降压部分 降压部分主要由变压器组成，直接采用三抽头的变压器为双电源运放供电，可以得到相位相反的两个 18V 的交流源，输入到下一级 的整流桥，变压器为 18V 的型号输出，功率大于 10W。 整流部分 整流部分主要由二极管组成的整流桥组成，利用二极管的单向导电性将四个二极管分为两组，与变压器副边极性分别导通，将变压器负极性端与负载电阻的下端相连，副边电压的正极性端与负载电阻的上端相连，以便负载上始终有一个单方向的脉动电压。 桥式整流电路的优点是波形平稳，电源利用率高。 整流后电路电流电压波形如图。 整流部分采用的是耐压值高于 45V的成品整流堆。 滤波电路 整流后的直流输出电压不稳定，通常在整流电路后有滤波电路，减少整流后的单向脉动直流电压中脉动性，过滤掉整流后的波纹使其成为平滑的直流电。 一般电路中电容滤波电路，滤波电容 C 直接并联在负载 RL 两端，形成电容滤波电路。 利用电容储能的作用，使输出直流电脉动成分降低，电压波形更加平滑，输出直流电压。