基于运放的方波放大电路

1、方波放大电路的设计 学院：_专业：_学号：_姓名：_指导老师：_ 高频放大电路的设计方波放大电路 专业：信息工程 学号：1328405023 姓名：刘胜金一、 设计原理运算放大器（Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP是一种直流耦合差模（差动模式）输入、通常为单端输出（Differential-in, single-ended output）的高增益（gain）电压放大器，因为刚开始主要用于加法，乘法等运算电路中，因而得名。一个理想的运算放大器必须具备下列特性：无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排

2、斥比的部分、无限大的频宽。一个运算放大器模组一般包括一个正输入端(OP_P)、一个负输入端(OP_N)和一个输出端(OP_O)。 通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端（inverting input node）连接，形成一个负反馈（negative feedback）组态。原因是运算放大器的电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可保证电路的稳定运作。但是这并不代表运算放大器不能连接成正回馈（positive feedback），相反地，在很多需要产生震荡讯号的系统中，正回馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。 

3、;  闭环负反馈 将运算放大器的反向输入端与输出端连接起来，放大器电路就处在负反馈组态的状况，此时通常可以将电路简单地称为闭环放大器。闭环放大器依据输入讯号进入放大器的端点，又可分为反相（inverting）放大器与非反相（non-inverting）放大器两种。  反相闭环放大器如图1。假设这个闭环放大器使用理想的运算放大器，则因为其开环增益为无限大，所以运算放大器的两输入端为虚接地（virtual ground），其输出与输入电压的关系式如下：  Vout = -(Rf / Rin

4、) * Vin 图1通过Rf与Rin的值就可以控制放大的倍数。为了保证电路的稳定工作，我们采用两级放大来达到所需要的增益要求。二、 设计要求1.设计内容设计一个方波放大电路，输入信号频率在上下限频率之间。2.设计指标增益：217下限频率： 460kHz上限频率： 4.6MHz输出幅度：>10Vpp三、所需元器件1.电阻若干2.电容若干3.电感若干4.运算放大器MAX4107两片四、根据具体要求设计电路1.进行在multisim中设计电路并进行仿真，设计模块包括放大和滤波两个部分。实验采用芯片MAX4107，双电源供电2.放大部分仿真电路图如图1示一级放大为22倍，二级

5、放大为10倍，两级一共放大为220倍 图1仿真设置： 图2仿真结果与分析：如图3所示，可以看到，仿真结果与设计要求符合，放大倍数到达要求，只是输出的电压较小，这跟所选择的芯片有关。之所以选择这个是因为，该电路的仿真结果最好。输出波形失真较小，能达到放大倍数要求。图33.滤波部分仿真电路如图4图4滤波部分采用三阶LC无源带通滤波器，一个高通加一个低通形成带通滤波器。仿真结果与分析：如图5，图6所示为滤波器的下、上限频率，如仿真可以看到，上、下限频率与设计目标接近。图7为滤波器的仿真输出波形。 图5图6 图74，实物电路的焊接依照所设计的电路，准备所需要的元器件，合理布局，按照每一部分的电路进行焊

6、接。 下面给出实际焊接电路图如图7、图8所示，焊接时才用焊锡当导线，以减少信号传输时的所受到的干扰。有的地方避免不了再用导线连接。注意焊接时不要出现短路，虚焊，接错等。 图8 图9五、实测结果将焊接好的电路板接上信号发生器，电源，示波器即可开始测试。以下为实测结果 图10虽然有了输出，但是波形失真较大， 图11结果分析： 在不同输入信号的频率下输出的波形失真都比较严重，放大的倍数基本接近，可能问题出在焊接板的连接，布局，也可能是元器件的问题。一些特定的电容，电感，只能通过串联或者并联来获得，导致衰减比较大。六、实验总结这次的设计实验花了大半个学期，可以说对于我们还是有难度的，从网上查找资料，设计仿真电路图，仿真有了结果。然后开始准备元器件，焊接电路板，进行调试，修改，再调试，在止步不前的时候，