创新课程设计-周通通

1、题目 测试集成运算放大器 班级 12电子（1）班 学号 201210330110 姓名 周 通 通 指导 张 效 华 时间 2015年10月22号 景德镇陶瓷学院电子综合技术课程设计任务书姓名周通通_ 班级 _12电子(1)班_ 指导老师 张效华 设计课题：测试集成运算放大器设计任务与要求查找一个感兴趣的电子技术应用电路，要求电子元件超过3050个以上，根据应用电路的功能，确定封面上的题目，然后完成以下任务：1、 分析电路由几个部分组成，并用方框图对它进行整体描述；2、 对电路的每个部分进行分别单独说明，画出对应的单元电路，分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等；1、

2、 用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图，在电路图中加上自己的班级名称、学号、姓名等信息；2、 对整体电路原理进行完整功能描述；3、 列出标准的元件清单；设计步骤1、 查阅相关资料，开始撰写设计说明书；2、 先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明；3、 依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明；总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；其他4、 列出标准的元件清单；5列出设计中所涉及的所有参考文献资料。设计说明书字数不得少于3000字。参考文献1王连英.电子电路EWB仿真实验. 南昌：江西高校出版社，2005.2李桂安.电子技术实验及课程设

3、计，1版.南京：东南大学出版社，2008.3.李保宏.图解集成放大器检修与调试快速入门.北京:人民邮电出版社,2005.9 ISBN 978-7-115-19573-94.康光华.陈大钦.张林.电子技术基础模拟部分（第五版）.北京:高等教育出版社,2006.1(2008重印) ISBN 978-7-04-017789-3目录1、总体方案与原理说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42、正弦波产生电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63、集成电路放大器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74、直流稳压电源. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85、总体电路原理相关说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5、. 106、总体电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127、元件清单；. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .138、参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .149、设计心得体会. . . . . . . . . . . .

6、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15一 总体方案与原理说明 1方法推论被测运放接成如图所示反相放大器，其闭环放大倍数=-100。若输入信号为50mV,则其输出幅度应为5V左右，若无输出或输出幅度较小，则说明运放损坏或性能不好。利用这一直观的方法，可方便地判断运放的好坏。为实现这一目的，设计电路中还应含有正弦信号产生电路，而且还需要设计毫伏表电路用以对被测运放输出信号的电压值进行测量。如下图：2总体设计框图1） 正弦波产生器可采用RC桥式正弦波震荡电路2） 毫伏表可用集成运

7、放、整流电桥和电流表组成，使流过电流表的电流值于输入电压值，其原理电路如图毫伏表输入信号通过阻容耦合加到集成运放的同相输入端，输出信号通过整流电桥、电流表反馈到反相输入端，整流二极管和电流表的电阻可等效为反馈电阻Rco，由于运放开环增益、输入电阻很高，则其同相端电压与反相端电压近似相等，流过Rco的电流等于流过Ro的电流，则得。可见流过表头的电流Ico与V1成正比，且与Rco无关，因此可构成线性良好的交流毫伏表。Ro可用电位器Rw替代，用来调整表头量程。直流稳压电源，要求有两路电压输出，可采用跟踪式正负输出集成稳压器SW1568,该稳压器具有对称输出电压，每路电流大于50mA，并有流过保护电路

8、。二 单元电路1 （正弦波产生电路）RC串并联选频网络如图3-1所示，电路中还有一负反馈电路，它由R1和R2组成，这样就由RC串联支路，RC并联支路，R1和R2支路分别构成了电桥的四个桥臂，因此该电路也被称为文氏电桥震荡电路。该电路具有选频特性，若在网络的两端加上正弦交流信号U，则在网络中而可输出电压为U1,则该网络的传输系数,根据RC串并联阻抗的特点可得=当时F=为最大值，而且传输系数为实数，即U与U1同相，此时输入信号U的频率称为中心频率，显然，在此频率信号作用下输出电压U1幅度最大，而且U1与U同相，说明该网络具有选频特性。RC选频网络的特点是适用于低频信号，一般用于频率从固定而且稳定性

9、要求不高的电路里。三 单元电路2（集成电路放大器）集成电路运算放大器是一种高电压增益，高输入阻抗和低输出阻抗的多级直接耦合放大电路，它的类型很多，电路也不一样。但结构具有相同之处。图3-2表示集成运放的内部电路组成原理框图，图中输入级一般是由BJT,JEET或是MOSFET组成的差分式放大电路，利用它的堆成性可以提高整个电路的共模抑制比和其他方面的性能，它的两个输入端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。电压放大级的作用是提高电压增益，它可由一级或多级放大电路组成，输出级一般由电压跟随器或互补电压跟随器组成以降低输出阻抗，提高带负载能力，偏置电路为各级提供合适的工作电流。一个简单的运算放大器原

10、理如图3-2所示，T1,T2对管组成差分放大电路，信号有双端输入，单端输出，单端输出为了提高整个电路的电压增益，电压放大级由T3,T4组成复合管共射级电路，由T5,T6所组成的两级电压跟随器构成电路的输出级，他不仅可以提高带负载能力，而且还可以进一步使直流电位下降，已达到输入信号电压Vid=Vi1-Vi2为零时，输出电压Vo=0，R7和D 组成低电压稳压电路以供给T9的基准电压，他与T9仪器构成电流源来提高T5的电压跟随能力，当输入信号电压Vic从反相端输入时（Vi2=0），各级输出端的瞬间点位极性为：VI2(+)-Vo2(-)-Vb6(-)-Vo(-),则输出信号电压Vo与Vi1反相，同理当

11、输入信号电压从同相端输入Vi2（vi1不等于0）时，可以检验输出电压与Vi2同相。四 单元电路 3（直流稳压电源）1直流稳压电源结构图和稳压过程示意图2整流电路 完成整流任务。将交流电变成直流电，主要靠二极管的单向导电性，因此二极管是构成整流电路的基本元件。3滤波电路 滤波电路主要用于滤去整流输出电压中的波形，中心原件为电容，电容愈大，负载电阻愈大，时间常数=RC越大，滤波后输出电压越平滑，其平均值就越大。4稳压电路 与输出端并联一个稳压二极管以稳定输出电压五 总体电路原理相关说明 开发运算放大器的主要目的是为了模拟计算机的运算放大，电路采用直流耦合（如果从制造工艺的角度来考察线性集成电路的话

12、，制作大容量的电容器很困难，电路不得不采用直流耦合，另外制作线圈也很困难）。这种直流耦合与电容器耦合（交流耦合）相比，不仅能直流放大，而且高频特性也不坏，所以常常被模拟信号系统中的自动控制部分所采用。直流耦合放大器（直流放大器）的输入级采用差动放大电路。芯片内制作线圈几乎不可能，电容器也只能制作小容量（几十皮法左右就达到了制作限度）的。所以，运算放大器也就是用晶体管和电阻构成的直接耦合放大器（直流放大器）。 1输入失调电压Uio的测量 由于运算放大器的输入级电路参数不可能绝对对称，所以当输入信号为零时，其输出电压并不为零，这就是失调电压。将该电压折算为输入端电压，及输入失调电压，其数值通常为毫

13、伏级。 2输入失调电流Iio的测量 输入失调电流是指输出端为零电平时，两输入端基极电流的差值，即Iio=|Ib1-Ib2|。测量电路如图4-1右上角部分，将S1、S2断开，用毫伏表的直流档测量输出电压U1，去除失调电压的影响，再折算到输入端，即可得到输入失调电流。 3开环电压放大倍数Au的测量 开环电压放大倍数是指运算放大器没有反馈时的差模电压放大倍数。测试电路为将开关K打到B时的电路。R13为反馈电阻，通过隔至电容和电阻R15构成闭环工作状态，同时与R14、R16构成直流负反馈，减少了输出端电压漂移。 4共模抑制比KcmrD的测量Kcmr等于放大器的差模电压放大倍数Ad与共模放大倍数Ac之比

14、，计算公式为开关K接A时的电路，运算放大器工作在闭环状态，对差模信号的电压放大倍数And=,对共模信号的电压放大倍数Arc=,所以 Acme=20lg 六 总体电路原理图七、元件清单电阻100 6个电阻1 k4个电阻2 k1个电阻10k5个滑动变阻器1个电容C=1uF3个3288RT1个开关2个导线若干八、参考文献1王连英.电子电路EWB仿真实验. 南昌：江西高校出版社，2005.2李桂安.电子技术实验及课程设计，1版.南京：东南大学出版社，2008.3.李保宏.图解集成放大器检修与调试快速入门.北京:人民邮电出版社,2005.9 ISBN 978-7-115-19573-94.康光华.陈大钦.张林.电子技术基础模拟部分（第五版）.北京:高等教育出版社,2006.1(2008重印) ISBN 978-7-04-017789-3九、设计心得体会这一次课程设计，我们小组选的是：测试集成运算放大器。课题看起来似乎很简单，仔细回想，对我们学电子的，集成放大器在熟悉不过了，无需太动脑，但在实习过程中我们发现想要做好这个集成放大器其实也并不简单。实习让我们接触到很多关于电子方面的东西，而这些知识以后会用的更多，比