實(shí)驗一-儀器放大器設(shè)計與仿真

南昌大學(xué)實(shí)驗報告學(xué)生姓名：付容學(xué)號：6100212236專業(yè)班級：電一126班實(shí)驗類型：□驗證■綜合□設(shè)計□創(chuàng)新實(shí)驗日期：2023.12實(shí)驗成績：實(shí)驗一儀器放大器設(shè)計與仿真一、實(shí)驗?zāi)康恼莆諆x器放大器的設(shè)計方法理解儀器放大器對共模信號的抑制能力熟悉儀器放大器的調(diào)試功能掌握虛擬儀器庫中關(guān)于測試模擬電路儀器的使用方法，如示波器，毫伏表信號發(fā)生器等虛擬儀器的使用二、實(shí)驗原理儀器放大器是用來放大差值信號的高精度放大器，它具有很大的共模抑制比，極高的輸入電阻，且其增益能在大范圍內(nèi)可調(diào)。下列圖是由三個集成運(yùn)放構(gòu)成的儀器放大器電路。其中，集成運(yùn)放U3組成減法電路，即差值放大器，集成運(yùn)放U1和U2各對其相應(yīng)的信號源組成對稱的同相放大器，且。圖中所示是有三個運(yùn)放構(gòu)成的儀器放大器。其中，集成運(yùn)放U3組成差值方法器，集成運(yùn)放U1和U4組成對稱的同相放大器，且R1=R2，R3=R5，R4=R6。由于v-QUOTEv+，因而加在RG〔即R1)兩端的電壓為QUOTE，相應(yīng)通過RG的電流iG=QUOTE，由于i-QUOTE0，因而當(dāng)R3=R2=R時，對于U3而言，Uo4加在反相輸入端，Uo1加在同相輸入端，利用疊加原理，合成的輸出電壓：由于R4=R5,R6=R7,因而儀器放大器的差值電壓增益：儀器放大器的差值電壓增益：QUOTE)因此改變電阻的值可以改變儀器放大器的差值電壓增益，此儀器放大器的增益是負(fù)的，要使增益為正的，那么可在輸出時加一個反相器，即可得到增益為正的儀器放大器。三、實(shí)驗器材Multisim虛擬儀器中的函數(shù)發(fā)生器、運(yùn)算放大器、示波器。四、實(shí)驗內(nèi)容采用運(yùn)算放大器設(shè)計并構(gòu)建一起放大器：輸入信號ui＝2sinwt(mV)時，要求輸出電壓信號uo＝0.4sinwt(V)，Avd=200，f=1kHZ；輸入阻抗要求Ri>1MΩ。用虛擬儀器庫中關(guān)于測試模擬電路儀器，按設(shè)計指標(biāo)進(jìn)行調(diào)試。主要虛擬儀器中的函數(shù)發(fā)生器、運(yùn)算放大器、示波器。實(shí)驗方案實(shí)驗設(shè)計思路：設(shè)計儀器放大器用示波器觀察輸出與輸入關(guān)系輸入差模信號設(shè)計儀器放大器用示波器觀察輸出與輸入關(guān)系輸入差模信號由增益設(shè)定所有電阻值由增益設(shè)定所有電阻值輸入差模信號：通過將下面的信號“+〞級接地，“—〞級接輸入的方式，使U4=-1sinwtmv，又令U3=1sinwtmv，那么輸入的差模信號Ui=2sinwtmv3、設(shè)計儀器放大器，并由增益設(shè)定相關(guān)電阻值由實(shí)驗原理可知，要使Avf=200，那么由公式可令4、實(shí)驗總原理圖：實(shí)驗仿真結(jié)果輸入信號vi〔兩個反相電壓〕輸出信號vo〔黃色線〕共模信號為2sinwtmv七、結(jié)果分析經(jīng)過仿真計算得到以下主要數(shù)據(jù)：輸入差模電壓：Vid=2mV儀器放大器的輸出電壓：Vo=399mV儀器放大器的差值電壓增益：Avf=199.5200八、實(shí)驗心得 通過本實(shí)驗的學(xué)習(xí)，不僅讓我能夠熟練掌握了mutisim軟件的操作及仿真流程，通過老師對我的提問，這還增加了我對差模與共模的深刻認(rèn)識。在做實(shí)驗前，只是基于理論課上的知識，我對理論課上學(xué)的差模與共模還未搞懂，現(xiàn)在做完實(shí)驗后，知道了它的原理和作用，并且老師的提問，更能讓我了解和掌握這方面知識。說實(shí)話，上完理論課后我沒有及時復(fù)習(xí)的原因，當(dāng)老師驗收我的實(shí)驗成果時，對我提出的問題讓我當(dāng)時真的是懵了，壓根就不