實驗一-儀器放大器設計與仿真

南昌大學實驗報告學生姓名：付容學號：6100212236專業(yè)班級：電一126班實驗類型：□驗證■綜合□設計□創(chuàng)新實驗日期：2023.12實驗成績：實驗一儀器放大器設計與仿真一、實驗目的掌握儀器放大器的設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試功能掌握虛擬儀器庫中關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可調。下列圖是由三個集成運放構成的儀器放大器電路。其中，集成運放U3組成減法電路，即差值放大器，集成運放U1和U2各對其相應的信號源組成對稱的同相放大器，且。圖中所示是有三個運放構成的儀器放大器。其中，集成運放U3組成差值方法器，集成運放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，相應通過RG的電流iG=QUOTE，由于i-QUOTE0，因而當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、實驗器材Multisim虛擬儀器中的函數發(fā)生器、運算放大器、示波器。四、實驗內容采用運算放大器設計并構建一起放大器：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。用虛擬儀器庫中關于測試模擬電路儀器，按設計指標進行調試。主要虛擬儀器中的函數發(fā)生器、運算放大器、示波器。實驗方案實驗設計思路：設計儀器放大器用示波器觀察輸出與輸入關系輸入差模信號設計儀器放大器用示波器觀察輸出與輸入關系輸入差模信號由增益設定所有電阻值由增益設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、設計儀器放大器，并由增益設定相關電阻值由實驗原理可知，要使Avf=200，那么由公式可令4、實驗總原理圖：實驗仿真結果輸入信號vi〔兩個反相電壓〕輸出信號vo〔黃色線〕共模信號為2sinwtmv七、結果分析經過仿真計算得到以下主要數據：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、實驗心得 通過本實驗的學習，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識。在做實驗前，只是基于理論課上的知識，我對理論課上學的差模與共模還未搞懂，現(xiàn)在做完實驗后，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。說實話，上完理論課后我沒有及時復習的原因，當老師驗收我的實驗成果時，對我提出的問題讓我當時真的是懵了，壓根就不