基于運(yùn)放的方波放大電路

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方波放大電路的設(shè)計(jì)

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高頻放大電路的設(shè)計(jì)—方波放大電路

專業(yè)：信息工程學(xué)號(hào)：1328405023姓名：劉勝金

一、設(shè)計(jì)原理

運(yùn)算放大器（OperationalAmplifier,簡(jiǎn)稱OP、OPA、OPAMP是一種直流耦合﹐差模（差動(dòng)模式）輸入、尋常為單端輸出（Differential-in,single-endedoutput）的高增益（gain）電壓放大器，由于剛開始主要用于加法，乘法等運(yùn)算電路中，因而得名。一個(gè)理想的運(yùn)算放大器必需具備以下特性：無(wú)限大的輸入阻抗、等于零的輸出阻抗、無(wú)限大的開回路增益、無(wú)限大的共模排斥比的部分、無(wú)限大的頻寬。一個(gè)運(yùn)算放大器模組一般包括一個(gè)正輸入端(OP_P)、一個(gè)負(fù)輸入端(OP_N)和一個(gè)輸出端(OP_O)。

尋常使用運(yùn)算放大器時(shí)，會(huì)將其輸出端與其反相輸入端（invertinginputnode）連接，形成一個(gè)負(fù)反饋（negativefeedback）組態(tài)。原因是運(yùn)算放大器的電壓增益十分大，范圍從數(shù)百至數(shù)萬(wàn)倍不等，使用負(fù)反饋方可保證電路的穩(wěn)定運(yùn)作。但是這并不代表運(yùn)算放大器不能連接成正回饋（positivefeedback），相反地，在好多需要產(chǎn)生震蕩訊號(hào)的系統(tǒng)中，正回饋組態(tài)的運(yùn)算放大器是很常見的組成元件。閉環(huán)負(fù)反饋

將運(yùn)算放大器的反向輸入端與輸出端連接起來(lái)，放大器電路就處在負(fù)反饋組態(tài)的狀況，此時(shí)尋?？梢詫㈦娐泛?jiǎn)單地稱為閉環(huán)放大器。閉環(huán)放大器依據(jù)輸入訊號(hào)進(jìn)入放大器的端點(diǎn)，又可分為反相（inverting）放大器與非反相（non-inverting）放大器兩種。

反相閉環(huán)放大器如圖1。假設(shè)這個(gè)閉環(huán)放大器使用理想的運(yùn)算放大器，則由于其開環(huán)增益為無(wú)限大，所以運(yùn)算放大器的兩輸入端為虛接地（virtualground），其輸出與輸入電壓的關(guān)系式如下：Vout=-(Rf/Rin)*Vin

圖1

通過(guò)Rf與Rin的值就可以控制放大的倍數(shù)。為了保證電路的穩(wěn)定工作，我們采用兩級(jí)放大來(lái)達(dá)到所需要的增益要求。

二、設(shè)計(jì)要求1.設(shè)計(jì)內(nèi)容

設(shè)計(jì)一個(gè)方波放大電路，輸入信號(hào)頻率在上下限頻率之間。2.設(shè)計(jì)指標(biāo)增益：217

下限頻率：460kHz上限頻率：4.6MHz輸出幅度：>10Vpp

三、所需元器件

1.電阻若干2.電容若干3.電感若干

4.運(yùn)算放大器MAX4107兩片

四、根據(jù)具體要求設(shè)計(jì)電路

1.進(jìn)行在multisim中設(shè)計(jì)電路并進(jìn)行仿真，設(shè)計(jì)模塊包括放大和濾波兩個(gè)部分。試驗(yàn)采用芯片MAX4107，雙電源供電2.放大部分仿真電路圖如圖1示

一級(jí)放大為22倍，二級(jí)放大為10倍，兩級(jí)一共放大為220倍

圖1

仿真設(shè)置：

圖2

仿真結(jié)果與分析：

如圖3所示，可以看到，仿真結(jié)果與設(shè)計(jì)要求符合，放大倍數(shù)到達(dá)要求，只是輸出的電壓較小，這跟所選擇的芯片有關(guān)。之所以選擇這個(gè)是由于，該電路的仿