毕业论文《小信号放大电路的探究》

1、筲r龙历打翹尢尋叵戶j匕孝it毕业设计（论文）(2013 bi)小信号放大电路的探究业:电子信息工m名：xxxx 学 号：xxxx指导教师：职 称： 教授填写日期： 2013-04-30南京师范大学中北学院教务处 制目前，小信号放大屯路的应用极其广泛，小到音箱、收音机等民用行业，大到卫星、 火箭等军用行业。它不仅使我们的口常生活更加丰富多彩，而11对经济、国防等做出了 不可磨灭的贡献。然而小信号有它自身的缺陷，由于它木身的能量较小，容易被噪声淹 没或受到外界的干扰，而h对小信号放人电路设计的难处主耍在高性能运算放人器。运 算放人器性能的优劣决定该电路的性能。与国外相比国内对运算放人器的研究比较

2、落 后，导致对小信号放大电路的研究处于落后状态。基于0pa842td,木设计介绍了小信号放大电路的探究与设计。该电路由五个 0pa842td组成的输入级差分放人屯路、中间级屯压放人屯路和输出级功率放人屯路完成 对小信号的采集、电压放大和功率放大。同吋有效的抑制或消除电路的温漂和共模信号, 使放大后的信号失真度较小。设计好后的电路，使用multisim电路仿真软件对其进行 仿真。通过施加正弦小屯压信号，从电路的静态工作点分析，交流分析等方面仿真，得 出电路的电压增益、带宽等仿真结果，进一步验证了电路理论设计的正确性和可行性。关键词：小信号 放大电路 0pa842id multisimabstra

3、ctcurrently, the application of the small signal circuit is extremely wide, small to speakers, radios and other civilian industry, large to satellites, rockets and other military industiy. it not only makes our daily life more colorful, but also made an indelible contribution to the economic, defens

4、e and others. however, the small-signal has its own flaws, because of itself smaller energy, it is easy to drown by the noise or interference by outside and the main difficulty of small signal amplification circuit design is high-performance operational amplifier. the pros and cons of the operationa

5、l amplifier performance determine the performance of the circuit. compared with foreign countries, the domestic operational amplifier is relatively backward, lead to the study of the small-signal amplifier circuit in a backward state.based on opa842id, this design introduces a small signal amplifica

6、tion circuit of inquiry and design. the circuit is composed by five opa842id input level differential amplifier circuit, the intermediate stage voltage amplifying circuit and the output stage power amplifying circuit to complete the acquisition of the small signal, the voltage amplification and powe

7、r amplification. at the same time, it effectively suppresses or eliminates the temperature drift of the circuit and the common-mode signal, making the amplified signal distortion smaller. after completed the circuit design, using multisim circuit simulation software to simulate. by applying a sinuso

8、idal voltage signal, from the quiescent operating point of the circuit analysis, ac analysis and so on to simulation, to draw the simulation results of the voltage gain, bandwidth, etc, further validate the correctness and feasibility of the circuit theory design.key words : small signal amplifier c

9、ircuit opa842id multisim第一章绪论51. 1本课题的背景及意义512本课题的主要研究内容5第二章小信号放大电路的系统方案62. 1系统方案介绍62.2系统框图623相关子模块的方案论证62. 3. 1输入级差分放大电路62. 3. 2中间级电压放大电路 72. 3.3输出级功率放大电路8第三章 常见的问题及解决方法93. 1电源电压波动93. 1. 1电源电压波动对电路的影响 93. 1.2解决方法1032温度变化对电路屮各元器件的影响及解决方法103. 2.1温度对电阻阻值的影响及解决方法103. 2. 2温度对运放参数及特性的影响及解决方法123. 3运放输入偏置屯

10、流对屯路的影响及解决方法 1334电路负载特性及解决方法 14章小信号放大电路的设计164. 1信号的采集164. 1. 1电压放大倍数鶴164. 1.2带宽分析174. 2信号的放大184. 2. 1电压放大倍数av2 184.2.2带宽分析184. 3信号的功率放大194. 3. 1电压放大倍数為194. 3.2带宽分析2044系统相关参数的计算214. 4. 1电压放大倍数a 214. 4. 2带宽分析21第五章 电路元器件的排布及电源线和地线的处理225. 1制作成品可能遇到问题225. 2电路元器件的排布225. 3电源线和地线的处理22结束语23参考文献24致谢25m寸录26附录一

11、系统电路图26附录二系统带宽测量图27附录三0pa842id相关参数28附录四系统pcb印刷板29附录五系统焊接电路元器件清单30第一章绪论11本课题的背景及意义近年来，随着高性能集成运算放大器技术的迅猛发展，使得放大电路的应用非常广 泛，尤其是小信号放大电路的应用。它涉及的行业很广泛，小到音箱、收咅机等民用行 业，大到卫星、火箭等军用行业。小信号放大电路在实际应用中意义十分重大，通常我们需要对小信号的波形、频率 等参数进行分析。然而现冇的设备很难观测这些小信号的参数，这耍求我们必须对小信 号的幅值进行放大以便于我们对其进行研究。12本课题的主要研究内容木课题主要研究小信号放大电路的带宽、信噪

12、比、增益、输入输出阻抗等参数。其 屮，小信号的幅值为10uv100uv,带宽为02.2mhz,增益在90db左右，性噪比为 9:1,输入电阻趋于无穷，输出电阻趋于零。根据研究内容，木文介绍了基于opa842id高单位增益带宽芯片的小信号放大电 路的设计与制作。该屯路在实际应用中还会遇到如下几个问题：（1）环境温度的变化、 电源电压波动等对电路的影响。（2）要求输出信号有个较大的幅值及电路有个较大的带 宽。（3）要求负载功率的变化对电路的输出几乎没冇影响。通过相应的技术处理，设计 出符合要求的小信号放大电路。第二章小信号放大电路的系统方案2.1系统方案介绍整个电路组要有三个部分组成：（1）输入级

13、采用差分放大电路来抑制电 路的零漂和温漂，同吋也提高了电路的共模抑制比。（2）屮间级采用电压放 大电路來确保屯路输出屯压幅值足够大。（3）输出级采用电压跟随器（功率 放大电路）来确保电路输出功率足够大。整个电路的工作流程是：（1）输入级差分放大电路完成对信号的采集和放大。 由于差分放大电路采用了两个相同参数的运算放大器，所以该电路有较强的抑制共 模信号、温漂和零漂的能力。（2）屮间级电压放大电路实现对前级输出信号的电压 进行放大以满足对信号幅度的要求。（3）输出级功率放大电路放大中间级放大电路 输出信号的功率来满足不同功率负载的要求。通过这三级电路的吊联实现对小信号 的釆集、放大和提高其带负载

14、能力，来满足实际的需求。2. 2系统框图系统框图如图2-2-1所示。通过框图，可以清晰的看到系统有前级差分放大、 负反馈放大和功率放大三部分构成。图2-2-1系统框图2. 3相关子模块的方案论证2.3.1输入级差分放大电路方案一：在电子市场上直接买高单位增益带宽的集成运算放大芯片（如 opa842id）o直接用集成运算放大芯片的优点是省去了焊接和调试电路的过程且该电路 具有较强的抑制零漂、温漂和共模信号的能力，电路的带宽也比较大。方案二：可以自己利用电阻，电容，三极管等分立电子元器件，参照集成运算放大 器的工作原理，试着焊接电路，调试，反复尝试，直到能够满足要求为止。该方案的优点是相对降低了毕

15、业设计的成本，缺点是自c焊接的电路，性能没有集成运算放大器的 性能好，且工作量大、易出错。综合考虑后，最后采用方案一，来解决差分放大电路，如图2-3-1所示。v：5v vccc1100nfhili-u1vdd-5vopa842idw丄vivcc 5v100nfc5vlr1 100kqr32kqr21ookqwvr6 10kqr4-wv1okq图2-3-1差分放大电路2.3.2中间级电压放大电路方案一：用高单位增益带宽的集成运算放大芯片（如0pa842id）连接一个反相电 压放人屯路。该电路的优点是易于设计一个符合放犬倍数耍求的电路冃屯路的带宽较 大、结构简单。方案二 可以自己利用电阻，电容，三

16、极管等分立电子元器件，参照反相电压放大 电路的工作原理，试着焊接电路，调试，反复尝试，直到能够满足要求为止。该方案的 优点是和对降低了毕业设计的成木，缺点是口己搭的电路，性能没有集成运算放大器搭 成的反相电压放大电路的性能好，且工作量大、易出错。综合考虑后，最后采用方案一，來解决中间级电压放大电路，如图2-3-2所示。r2300kqvolr11okqvcc5vc2hi-100pfvdd5vc1 ii- 100nfr39.7kq1savo2图2-3-2中间级电压放大电路2. 3. 3输出级功率放大电路方案一：用高单位增益带宽的集成运算放大芯片（如opa842id）连接一个电压跟 随器。该电路的优

17、点是易于设计一个符合输出功率要求的电路ii电路的带宽较大、结构 简单。方案二：可以自己利用电阻，电容，三极管等分立电子元器件，参照射极电压跟随 电路的工作原理，试着焊接电路，调试，反复尝试，直到能够满足要求为止。该方案的 优点是相对降低了毕业设计的成本，缺点是自己搭的电路，性能没有集成运算放大器焊 接成电压跟随电路的性能好，且工作量大、易出错。综合考虑后，最后采用方案一，来解决输出级功率放犬电路，如图2-3-3所示。第三章常见的问题及解决方法3.1电源电压波动3.1.1电源电压波动对电路的影响理想直流屯压源的屯压为一个恒定的值，但在实际这种情况是不存在的。它们或多 或少受环境的温度、各元器件间

18、的相互干扰等因素影响。在对电源电压耍求较高的电路 屮会造成重大影响。电源电压波动主要有两个方面：一方面，稳压电源中混有50 hz、100 hz等交流 分量。因为多数直流电压源是利用50hz的交流电源经整流滤波后获得的，若直流电压 源中的滤波器滤波不良，则将会冇50 hz、100 hz等交流分量，以及它们的相应谐波 信号进入放大器的输入端，这些信号经放大器放大后，混朵在止常信号的输出中，会 使放大器产生所谓“交流噪声”干扰，如图3-1-1所示。另一方面，直流电压源的稳压性较差，带负载能力不高，导致输出直流电压不稳 定的现象。假设某一时刻电源的vcc=5.5v、vdd-4.5v,如图3-1-2所示

19、。该电路的 vcc和vdd都冇0.5v的波动（理想情况vcc、vdd为5v、-5v）, 一般情况下，它 会把（5.5-4.5）/2=0.5v看做自己的地，也就是说实际出来的波形会和对称电源出来的波 形相差0.5v左右（即波形会上移）。若每一级放大电路都产生了 0.5v左右的误差，则 对于多级放人屯路來说就产生了很人的误差°这样容易导致运放输出达到饱和而产生失 真，如图3-1-3所示。可见电源电压的稳定对电路的重要性。输入vcc 5.5vvdd 45v输出图3-1-3失真波形图3-1-2电源电压波动3.1.2解决方法对于电源电压屮混有50 hz、100 hz等交流分量的这种情况，我们一

20、般在电源和 地线z间串联一个容值较大的电容（一般为100nf）來解决电源电压波动问题。如图 314所示。因为屯容有隔直流通交流的作用，当屯源屯压中有交流分量吋，屯容器就 会把交流成分滤掉，只剩下稳定的直流分量。而对于输出直流电压不稳定的这种现 象，可以换一个稳压性较好，带负载能力较高的直流稳压电源来解决这一问题。3. 2温度变化对电路中各元器件的影响及解决方法随着屯路工作产生的热量和环境温度的变化，屯路中的各元器件参数和特性会发生 变化（如电阻、运放等）。下面将具体说明温度变化对其参数的影响。3. 2.1温度对电阻阻值的影响及解决方法首先，将了解一下电阻的温度系数（7t7? = h±

21、）,它表示表示电阻当温度改变r at1度时，电阻值的相对变化，单位为ppm/°c （ppm-百万分之一）。普通电阻的温度系数 为100200ppm,血精密电阻的温度系数小于20ppm。让我们看看电阻阻值变化对电路的影响。对于多级放大电路来说，电阻阻值的变化 对前级放大电路的影响比较大，而对后级放大电路的影响比较小。因为若前级放大电路 的输出电压误差为av,经过多级放人后误差变为avav （其中av为多级放大屯路的 电压增益）。如图3-2-1所示，由运放的虚短、虚断特性可得：(321)vi+-v+ =v+-v =v -vt-r r3 r?(3.2.3)(3.2.4)图3-2-1前级差分

22、放大电路再由式(322)、(323)式可知vk-vl_=(/?1+/?2 +l)x(v+-v_)尺3由于温度变化会使得ri、r2、r3的阻值发生变化，即式（324）中会产生误差为av（其屮av为温度变化前后v1+-v,_之差）的输出电压。即使av很小，但经过多级放 大后会有一个较大的误差。因此，耍根据不同的电路选择不同的电阻及正确的焊接方式，这样可以减少温度对 电路的影响。一般来说，选择散热性能较好且阻值精度较高的电阻（如金属膜电阻）作 为前级放大电路的电阻，还要选择止确的焊接方式，如图3-2-2所示两种焊接方式。显 然电阻因温度差产生的热电动势，对于精密放人电路，需耍考虑温度场的影响。错谋正

23、确图3-2-2电阻焊接方式3. 2. 2温度对运放参数及特性的影响及解决方法由于温度变化引起输出电压产生avo （或电流【（）的漂移，通常把温度升高l°c 输出漂移折合到输入端的等效漂移电压少4 （或电流作为温漂指标。集 av /staiat成运放的温度漂移是漂移的主要來源,而它又是由输入失调电压和输入失调电流随温度 的漂移所引起的，故常用下而方式表示：【1】输入失调电压温漂竺乂at这是指在规定温度范围内vi。的温度系数，也是衡量电路温漂的重要指标。如不能用外接调零装置的办法来补偿。高质量的放人器常选用低温漂的器件來 at组成，一般约为±（1020）uv/°co其

24、值小t 2uv/°c为低温漂运放。【2】输入失调电流温漂池at这是指在规定温度范围内5的温度系数，也是对放大电路电流漂移的度量。同样 不能用外接调零装置来补偿。高质量的运放每度几个pao以上参数均是在标称电源电压、室温、零共模输入电压条件下定义的。对于高精度运放来说这些误差可忽略不计，但对于前级放大电路来说这些课差经过 多级放大后会很大，严重时会导致输岀信号无法使用。下面将引入一种差分电路即两个 参数完全和同的运放组成的对称电路和一个双端输入单端输出的井分放大电路，如图 3-2-3所示。vdd-5vv-5v vccr2 100kqr5 100kq-wvvdd-5vc2tf100uf

25、士vit卜100nfc55严c4hf-100nfvcc 5vr7 1ookq 丄图3-2-3三运放仪表放大电路下面将分析一下电路的工作原理【1】静态分析当没有输入信号电压，即v+=v_=o时，由于电路完全对称，v1+=v0得到v0=oo 由此可知，输入信号为零时，输出信号v。也为零。【2】动态分析（1）输入信号为差模信号vid当在电路的两个输入端各加一个大小相等，极性相反的信号电压，即v+=-v_= 时，vi+上升v1_下降，所以差模输出信号电压/=%+-即可知 =-10（vi+-v1_） = -1010（v+-v_）, v,z =v+-v_这就是差模信号。这种输入方式称为 茅模输入。（2）输

26、入信号为共模信号vic在差分式放大电路中，无论是温度变化，还是电源电压的波动都会引起运放的输出 电压相同的变化（因为运放参数相同），其效果相当于在两个输入端加入了共模信号vic。 两个输出端的共模电压相同，即vh=v1.o 乂因为匕二-10（叫+-），所以输出电压 vo=0o（3）输入信号为差模信号vid和共模信号vic的叠加当输入信号电压v+ =vic+ f v =匕-华时，可知输出电压为：2 2匕= -10（vi+-v1_） = -1010（v+-v ） = -1010xv/e/（3.2.5）即双端输入单端输出差分电路只放大差模信号，而抑制共模信号。通过对图3-2-3所示的放大电路的工作原

27、理的探究和分析，现在可以理解它是怎样v解决温漂的问题了。该电路用共模放大倍数ave （ av（.二僅）來衡量并分放大电路抑制 vfc漂移或者干扰信号的能力。ave越小，表示电路抑制漂移或者干扰信号（主要是温漂） 的能力越强。因为温度变化时，运放的输入失调电流和输入失调电压会发生变化，对电 路产生一定的影响。而现在采用图323所示的放大电路，由电路的对称性可知vocm）（理想情况下voc=0）,也可得到avco （理想情况下avc=0）o温度的变化对电路的输 出几乎没有影响，有效的抑制了电路的温漂。根据这一原理，该电路可以用来抑制温度等外界因素的变化对电路性能的影响。由 于这个缘故。该电路常用来

28、作为放大电路的输入级，它对共模信号有很强的抑制能力。 较好的改善了整个电路性能。3. 3运放输入偏置电流对电路的影响及解决方法bjt集成运放的两个输入端是差分对管的基极，因此两个输入端总需要一定的输入 偏置电流ibn和ibpo输入偏置电流是指集成运放两个输入端静态电流的平均值，如图331所示。偏置电流为iib = ibn+ibp ,输入偏置电流的大小，在电路外接电阻确定之后，主要取决于运放茅分输入级bjt的性能，当它的卩值太小时，将引起偏置电流的 增加。从使用角度来看，偏置屯流愈小，由于信号源内阻变化引起的输出电压变化也愈 小，故它是是重要的技术指标，以bjt为输入级运放一般为10nalua;

29、采用mosfet 输入级的运放iib在pa数量级。一般来说，在接地端加一个偏置电阻(r3=ri/r2),如图3-3-2 (b)所示。该电阻 的作用是消除输入偏置电流iib引起的输入误丼电压。因为若不接偏置电阻，如(a)图。 当vk)吋，输入偏置电流iib存在，所以vn丸、vp=o,即vid=vp-vn#)可得到vo。 而(b)图接偏置电阻r3,当vi=0时，即使输入偏置电流iib存在使得vn定0、vp#o,但 由于 vp=vn,即 vid=vp-vn=o 可得到 vo=0ovir110kqr2300kq(a)未接偏置电阻(b)接偏置电阻图 3-3-23. 4电路负载特性及解决方法电路的负载特性

30、是电路的一个重要的参数，从负载特性曲线图中可以知道电路的性能及用途。电路的带载是指确定某一输出（某个元件看作负载），能够满足此元件工作 要求的能力（如电压、电流）称为带载能力。普通的放大电路的带负载能力有限，这严重阻碍其通用性。一般来说，解决这一问 题的方法是在输出端接一个功率放大电路（电压跟随器）。下面让我们來看看它是怎样 解决通用性这一问题的。首先，让我们了解一下其基本电路，如图3-1-3所示。它的基本电路很简单，理想图3-4-1戴维南等效电路+输岀功率p负载特性曲线o9c)00bo9cm8no9z8bo9负载/q5 2 5 1 5 2 1 o au o o of+靖岀膵”in “1111

31、1111： iniii mi! ：i11iiii11ii iiiin ：i11iiiiiiii mi! ：i11iiiimii，ii im ：i111o 9 a 8 b o 9 g】co 寸 o 9 co cc 寸 o 9 1100(0旳寸寸999卜卜(：066負勒q情况是输入电阻ri-oo、输出电阻r（）to、电压放大倍数 av=e但实际情况是输入电阻& 一般为兆欧级别、输岀 电阻r。一般只有儿个欧姆甚至更小、电压放大倍数av略 小于1。由戴维南定理可知，该屯路可等效为一个屯压源 和电阻串联的单口网络，如图3-4-1所示。下面不妨设ro 分别为10q、20q画出该电路的负载特性曲线，

32、如图3-4-2 所示。(b) r0=20q(a) ro二 10q图3-4-2不同内阻的负载特性曲线从图3-4-2中可以看到，当r0=10q时获得的功率较大。因为该等效电路的内阻较 小，在串联的情况下消耗的功率较小，从而使得负载获得史多的功率。正是因为这些特 性，叮以将电压跟随器看做是一个理想电压源和一个阻值较小的电阻的串联。由于内阻 很小决定其负载可获得更多的功率，这样有效的解决了电路带负载能力不足的问题。同 时，乂因为电压跟随器的输入电阻较大，所以对前级影响很小，起到隔离的作用。第四章小信号放大电路的设计4.1倍号的米集信号的采集是整个电路的一个重要环节，采集到的信号的好坏决定其是否可用。下

33、 面将看看信号的采集电路（输入级差分放大电路），如图4-1-1所示。该电路是用两级v.vdd-5v5v vccr4-aaa1okqr5 100kq-wvvdd5vfopa842idr2 100kqvl_tri>100kqr6 1r7 1ookq 丄100nf 吉c5vcc 5v图4-1-1双端输入单端输出放大电路差分放大电路构成，第一级为双端输入双端输出差分放人电路，第二级为双端输入单端 输出差分放大电路，两者构成双端输入单端输出差分放大电路。该电路通过两级差分放 大电路有效的抑制了共模信号（具有较高的共模抑制比）和温漂给电路点来的影响，可 以采集到质量较好的茅模信号。4.1.1电压放大

34、倍数av1因为运放处于线性放大区，由运放的虚短、虚断特性和式（3.2.4）可知+ l)x(v+-v)=(100k + 100k2k+ l)x(v+-v_) = 101(v+-v_)(4.2)k1=-10(v1+-vi_)= -1010(v+-v)所以 a,=pf = "10i0°4.1.2带宽分析所谓的带宽就是能使电路正常工作的频率范围，它是影响电路通用性的重要因数 z-o 一个带宽较大的电路通用性就越强，反z则越弱。一般定义，增益下降到3db （增 益约为原来放大倍数的0.707倍）处对应的上下限截止频率fh、fl之差，即bw=fh-flo 又因为fhfl,所以bwfho

35、下面将通过multisim这个仿真软件的波特测试仪测量图 4-1-1所示电路的幅频响应曲线来确定该电路的带宽。电路带宽测量的连接方式如图 412所示，测量数据如图413所示。可知该电路的带宽约为2.93mhzov15vvccc1100nfu1r4-aaa10kqr5 100kq©120 vrmsvdd-5vvdd-5vvcc5vr2 1ookqr1 100kqopa842idtlli-1oonfc5wvr6 1okqr810kqc21oopfaar7 1ookq 丄in out4-» q ，100nf图4-1-2电路带宽测量图图4-1-3前级放大电路的幅频响应曲线4. 2信

36、号的放大该电路的作用主要是完成高倍的电压信号放大作用，由于前级电路输出信号达不到 幅值要求，需要采用一级电压放大电路以满足对信号的幅值要求。下面将看看信号的放 人电路（中间级屯压放犬屯路），如图4-2-1所示。该电路是用运放组成的反相放人电 路，可有效的解决信号幅值达不到要求的问题。图4-2-1中间级电压放大电路4. 2. 1电压放大倍数av2因为运放处于线性放大区，由运放的虚短、虚断特性可知v°2=30v°i,所以4. 2. 2带宽分析由于第一节对带宽进行了说明这里将不重复叙述。下面将通过multisim这个仿真 软件的波特测试仪测量图421所示电路的幅频响应曲线来确定该

37、电路的带宽。电路带 宽测量的连接方式如图422所示，测量数据如图423所示。可知该电路的带宽约为4.88mhzo图4-2-2电路带宽测量图图4-2-3中间级电压放大电路的幅频响应曲线4. 3信号的功率放大由于电路的输出电阻较大，只能驱动小负载，而对于大负载无能为力。一般來说, 要在电路输出端加一个功率放大电路（电压 跟随器）以提高电路的输出功率，如图4-3-1 所示。该电路是用运放组成的同相放大电 路，可有效的解决输出信号功率不足的问 题。4. 3. 1电压放大倍数av3因为运放处丁线性放大区，由运放的虚短、虚断特性可知匕2=匕3,所以43. 2带宽分析由于第一节对带宽进行了说明这里将不重复叙

38、述。下面将通过multisim这个仿真 软件的波特测试仪测量图431所示电路的幅频响应曲线來确定该电路的带宽。电路带 宽测量的连接方式如图432所示，测量数据如图433所示。可知该电路的带宽约为 330mhzo图4-3-3输出级功率放大电路的幅频响应曲线44系统相关参数的计算以上各节已对电路各个模块进行了设计和相关的计算。现在要对具进行连接和计 算，连接图见附录一所示。该电路可实现对低频小电压信号（幅值为iouv-ioouv）进 行放大，带宽为02.2mhz,增益在90db左右。下面将对这些参数进行计算可测量。4. 4. 1电压放大倍数av前儿节已对各个模块的参数进行了计算可直接利用计算结果。

39、4 = = av1 av.? av3 =（-1010）x（-30）x1 = 30300 （约为 90db）。vi4. 4. 2带宽分析ft?丁第一节对带宽进行了说明这里将不重复叙述。下面将通过multisim这个仿真 软件的波特测试仪测量系统电路（见附录一）的幅频响应曲线来确定该电路的带宽。 电路带宽测量的连接方式见附录二所示，测量数据如图441所示。可知该电路的带宽 约为2.2mo图4-4-1小信号放大电路的幅频响应曲线第五章电路元器件的排布及电源线和地线的处理5. 1制作成品可能遇到问题完成对电路的相关设计只是一个基础，要想制作出成品还有很多现实的问题要考 虑，例如元器件的排布（干扰、散热

40、等）、电源线、信号线、地线等。下面两节将具体 探究其相关问题并提出相关的解决方法。5. 2电路元器件的排布因为小电压信号本身的能量较小容易被噪声所淹没，所以小电压信号最容易受到 干扰，常见的干扰有：1、来自空间的干扰（辐射）多由电磁感应引起，电磁感应的结 果是电压。2、对于线路的干扰（传导），由于电压信号的内阻较小，易叠加；3、一些 线路身的干扰（热电势、接触电势）多以电压形式出现。因此，合理的元器件排布 对制作一个合格的成品至关重要。下而我们将探讨一下常见的元器件排布。我们一般以运算放大器等集成器件为中心向四周排布，将产生相互干扰的器件隔 离或加大它们之间的距离以减小或消除干扰；变压器、功耗

41、管等器件放在电路板的边 缘，因为这些器件在工作期间所消耗的电能，除了冇用功外，大部分转化成热量散发。 这些器件产生的热量，会使设备内部温度迅速上升，如果不及时将该热量散发，设备 会继续升温，器件就会因过热失效，从而导致设备的可靠性将下降。以上是对常用元器件的排布做了简要的探究，探究岀了一般的排布规律，这样排 布不仅可以减小或消除干扰，而且还有利于电路的美观。5. 3电源线和地线的处理在制作成品布线的过程中，电源线和地线的处理是十分重要的，因为在整个过程 屮既使其它布线完成的都很好，但是由于电源线、地线的考虑不周到而引起的干扰， 会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率，所以对电源线、地线

42、的布线要 认真对待，把屯源线、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。电源线和地线的布线规则如下：1、在电源、地线之间加上去耦电容；2、尽量 加宽电源线、地线宽度，最好是地线比电源线宽。一般来说，它们的关系是：地线 电源线信号线，通常信号线宽为：0.20.3mm,最细宽度可达0.050.07mm,电源线 %l22.5mm。对于关键的信号线要采取最佳措施，如尽量减小它的长度，输入线与 输出线之间要明显地分开；模拟电路与数字电路之间地线的处理，一般将模拟屯路、 数字电路分别共接一个地，这样可有效的减少或消除二者之间的相互干扰，同时也可 以简化、美化电路。以上是对常规电路的电源线、地线的

43、排布做了简要的探究，探究出了一般的排布 规律，这样排布有利于减小或消除排线不当而造成的干扰。结束语为期一个月的毕业设计即将结束，在这期间我经历了从选题、相关知识的学习、相 关资料的查找、分析课题、电路的设计到学习软件、总结经验教训及书写毕业论文的过 程。从一开始课题的选定、整体方案的确定，到最终电路功能的实现，中间经历了很多 困难，在王老师指导下和自己努力专研下，终于有所收获。在前期的理论学习中，我在图书馆查阅相关书籍，认真学习相关知识。当遇到不懂 的问题时，我首先会通过上网查阅的方式努力口己解决。如杲实在无法解决，我会向同 学或老师请教。这样做的主要目的是培养自己的独立思考、解决问题的能力。

44、当理论学 习完毕后，就是进行相关的电路设计了。我没有一上来就进行电路的设计，而是对在电 路设计屮可能遇到的相关问题进行了具体的探究，例如怎样减少或消除电路的温漂；怎 样解决屯路输出功率不足；怎样解决元器件的相互干扰（即元器件的排布）等问题。木课题介绍了基于0pa842id的小信号放大电路的探究和设计，主要目的是把微弱 的电压信号进行无失真的放大传输。对小信号放大电路的要求冇：一、要有足够的增益, 才能将小信号放大到容易处理的范围；二、电路本身的噪声要低，这是因为小信号本身 比较微弱，容易被噪声所淹没，或者受到外界干扰，而不能辨识，所以要尽量减小噪声 干扰；三、要有合适的输入、输出阻抗，才能最犬

45、限度的提取到输入源的信号，并提高 带负载的能力。根据上述的要求，经过我反复对硬件电路的设计与改进，终于设计出满 足要求的电路。通过毕业设计，让我明口做出一个符合要求的设计不仅要学习相关知识，而且更要 有信心和耐心。只有具备了这些素质才能高质量、高标准的完成毕业论文。参考文献i 康华光主编.电子技术基础模拟部分第五版北京：高等教育出版社，2005谢嘉奎主编.电子线路线性部分第四版.北京：高等教育出版社，19993 王远主编.模拟电子技术.第二版，北京：机械工业出版社，19944 农乐斌，刘京主编.模拟集成电了技术基础.南京：东南大学出版社，19945 李哲英主编.电子技术及其应用基础（模拟部分）.北京：高等教育出版社，20036 谢沅清，解刀珍主编.电子电路基础.北京：人民邮电岀版社，19987 吴运昌主编.模拟电子线路基础.广州：华南理工大学出版社，19988 陈大钦主编.模拟电了技术基础.第二版.北京：高等教育出版社，20009 周淑阁