电系设计2.doc

运算放大器构成同相放大器、反相放大器、电压跟随器学号:031041012 姓名：邵红宇 专业：电子信息科学与技术摘要：本仿真系统以OPA2227为核心，外加一些简单的外围电路构成。OPA2227为高精度低噪声运算放大器，实现信号的的同相放大、反相放大及电压跟随；不同阻值的电阻，决定运算放大器的放大倍数。通过仿真结果知：本仿真系统很好的完成了题目的基本要求，同相放大器的输入、输出阻抗分别为542.063MW、1.804 KW，放大倍数为10；反相放大器的输入、输出阻抗分别为1KW、2.004 KW，放大倍数为-10；电压跟随器的输入、输出阻抗分别为1.542GW、68.179W，放大倍数为1；前两种放大器的通频带为8MHz左右，跟随器的通频带为16MHz左右。关键词：OPA2227、同相放大器、反相放大器、跟随器。1 任务提出与题目要求1.1 任务提出同相放大器、反相放大器、电压跟随器在家电、数码产品中的应用越来越广泛，与我们日常生活有着密切的关系。特别是在一些微弱信号检测方面用的特别多，由于所检测的信号及其微弱，采集起来很不方便，因此需要将微弱信号进行一定倍数的放大，有时也需要得到它的反相信号，而同相放大器、反相放大器均有放大的作用，且反相放大器有将信号反向的作用，故同相放大器、反相放大器用的较多；有时，电路需要隔离和提高带负载的能力，这时，电压跟随器将可以发挥它的输入阻抗无穷大，输出阻抗无穷小的特点。1.2 题目要求1、 测试三种电路的输入电阻、输出电阻、放大倍数、通频带等参数并记录。2、 用Multisim仿真这三种电路并记录好主要参数。3、 比较对应参数，写出分析报告要求掌握：分析不同电路的参数结果2 总体设计2.1 系统总体框图由于该电路很简单，只有三个相互独立的模块。故总体设计就是一个OPA2227构成的同相放大器、反相放大器、电压跟随器，其系统总体框图如下图（1）所示：输入信号OPA2227同相放大输出信号输入信号OPA2227反相放大输出信号输入信号OPA2227跟随器输出信号图（1）系统总体框图3 详细设计3.1 同相放大器同相放大器是由OPA2227和一些电阻构成的，其仿真电路图如图（2）所示。其中OPA2227为TI公司生产的高精度低噪声运算放大器，高开环增益最高可达160dB，增益带宽积为8MHz，宽电源供电，供电范围为+2.5+18V（-2.5-18V）。由图可知：R1、R3决定放大的倍数，其放大倍数由下式（1）决定： (1)其中R1=1KW，R3=9KW，故放大倍数Av=10。其通频带，输入输出波形如下图（3）所示，输入、输出阻抗，如下图（4）所示：图（2）同相放大器仿真图图（3）同相放大器通频带，输入、输出波形图（4）同相放大器输入、输出阻抗3.2 反相放大器反相放大器是由OPA2227和一些电阻构成的，其仿真电路图如图（5）所示.由图可知：反相放大器的放大倍数由下式（2）决定： （2）其中R1=1KW，R3=10KW，故放大倍数Av=-10。其通频带，输入输出波形如下图（6）所示，输入、输出阻抗，如下图（7）所示：图（5）反相放大器的电路仿真图图（6）反相放大器通频带，输入、输出波形 图（7）反相放大器输入、输出阻抗3.3 电压跟随器电压跟随器是由OPA2227和一些电阻构成的，其仿真电路图如图（8）所示.由图可知：电路的输出级与输入端的负相端相连构成跟随器。其通频带，输入输出波形如下图（9）所示，输入、输出阻抗，如下图（10）所示：图（8）电压跟随器的电路仿真图图（9）电压跟随器通频带，输入、输出波形图（10）电压跟随器输入、输出阻抗 4 总结实验结果如上图（2）（10）所示，由图可知：同相放大器的输入、输出阻抗分别为542.063MW、1.804 KW，放大倍数为10；反相放大器的输入、输出阻抗分别为1KW、2.004 KW，放大倍数为-10；