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1、三角波放大电路设计报告课程 电子线路实验 班级 13 级信息工程 姓名 岑福娟 学号 1328405048 指导教师 金慧敏 正弦波放大电路【实验目的和要求】基本要求：制作三角波放大电路，输入信号频率在上下限频率之间。输入波形：三角波下限频率：1.92MHz上限频率：19.2MHz增益：52.083输出幅度：10Vpp【实验原理】1、 设计模型注：考虑到设计所需的频率较高，且增益较大，再加上无源滤波器的衰减，所以采用二级放大来达到实验要求。信号输入 一级运放二级运放 LC 滤波信号输出信号输出2、芯片选用本实验选用的是 OPA847 以及 THS3091 两款芯片。OPA847 单位增益稳定，
2、且增益带宽积较大，满足实验要求。而 THS4011 是宽带低噪声运放，可以改善电路的性能，同时它的增益带宽积也较大。前级采用 OPA847 芯片作信号初步放大，接着用 HTS309 做后级放大，最后接上 LC 带通滤波器进行滤波3、滤波器选用实验初始设计采用的是 RC 带通滤波器，但是在实际焊出 RC 滤波器与二阶滤波器与对其仿真，RC 滤波器的通带特性没有 LC 滤波器的好，故采用 LC 滤波器。【实验器材】1、OPA847:1 片；双电源：5V增益带宽积：600MHz2、THS3091:1 片；双电源： 5-15V增益带宽积：290MHz3、1k 滑动变阻器： 3 个 10k 滑动变阻器：
3、1 个 通过变阻来实现增益可调以及一些特殊阻值的电阻的实现4、0.1uf 电容：4 个 4.7uf 电解电容：4 个2.2uf 电解电容：4 个333pH、68pH 电容各一个47pH、153pH、1000pH 各两个5、10uH 电感，1uH 电感各一个6、50 电阻 5 个7、470nH、1800nH 的电感各一个8、信号发生器、示波器、直流电源9、电路板等焊接工具若干。【实验内容】1、 在 multisim 软件下仿真该电路OPA847 用于前级放大，放大倍数为 10 倍，ths3091 作为后级放大放大倍数为 5倍将输出电压放大到 10 以外放大器的仿真波形：输入 250mV 三角波（
4、2） 滤波电路仿真电路：（2）仿真结果波特图：其中，中心频带增益为接近于 5dB下限频率满足 1.92Hz上限频率满足 19.2MHz芯片引脚图焊接实物图如下 示波器波形在用仪器测试实物图的结果时，由于三角波调不到高频，所以采用正弦波进行测试（1） 第一级放大波形二级放大波形输入波形为幅度为 1V滤波器波形频率 F=14MHz 峰峰值 Vp-p=200mV频率 F=16MHz 峰峰值 Vp-p=169mV频率 F=17MHz 峰峰值 Vp-p=146mV频率 F=20MHz 峰峰值 Vp-p=130mV末级放大波形频率 F=11MHz 峰峰值 Vp-p=10.7V频率 F=20MHz 峰峰值
5、Vp-p=11.6V 噪声波形结果分析】通过软件 multisim 等软件的仿真分析，确定了电路图的基本设计，在实际电路验证中：无论是滤波器的通带、衰减、以及放大电路的平滑度，均不如仿真结果的理想。实际电路的滤波在 1.92M-19.2MHz 之间的通带衰减比较小，约为衰减了 5倍，但是在 20MHz 之后的带宽内，信号衰减倍数并没有急剧降低，因此滤波输出并未完全达到指标。但是其在 45MHz 时：信号基本已经衰减至 0。同时，放大后的信号，在 19.2MHz 时输出为 6.4V，中心频率 11MHz 处的输出为 11.2V。但是在下限频率 1.92MHz 时的输出为 16.7V，在 0.2M
6、Hz 处的输出为 17.1V。其下限频率处的衰减未达到指标衰减 40dB。除此之外，其上限频率与要求的20MHz 也有一定的差距，因此电路还有待改进的地方。【注意事项】1、焊接电路时谨慎用电烙铁，以防烫伤；2、焊接时注意不要把焊盘焊掉；3、布局要紧密，地线可统一托锡。【实验总结与分析】在高频放大实验中，要考虑到板子的布局，走线对信号的影响，还有元件之间的干扰，前级放大与后级放大的阻抗匹配。最初采用的三极管放大，因为在通带中的放大倍数不能很好的调节，只能放弃，选择使用芯片进行放大。使用芯片进行放大时，多采用了芯片手册上的测试电路进行设计仿真，在软件仿真和硬件验证的过程中，我明白了许多电路中在理论值和实际测量中的区别与不同。这次实验前前后后花了几个星期的时间，虽然在最后测试板子的时候一些指标都没有达到，其中有一些仍旧不会解决方法，但我依然学到了很多，温顾了高频和模电的相关知识，对高频放大与低频之间的不同也有了更加深刻的理解。在焊接电路前，一定要先布局好器件，以免边焊边拆；在测试电路时，也要小心谨慎，注意不能把正负电源接反了，否则就会烧掉芯片；其次，芯片的工作电压也十分重要。会直接影响到电路的输出电压和波形效果。前级放大和后级放大的匹配也是今后要考虑的
