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1、南昌大学实验报告学生姓名：刘 阳 学 号:6110116158专业班级:电子165实验类型：口验证综合 设计创新实验日期：12.2L实验成绩：实验八仪器放大器设计与仿真一、实验目的1、掌握仪器放大器的设计方法2、理解仪器放大器对共模信号的抑制能力3、熟悉仪器放大器的调试功能4、掌握虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器的使用方法，如示波器，信号 发生器等虚拟仪器的使用二、实验原理下图是由三个集成运放构成的仪器放大器电路。其中，集成运放U2C组成 减法电路，即差值放大器，集成运放U2A和U2B各对其相应的信号源组成对称的同相放大器，12.0VLM324ADR4 = R6。且 R = R2，R3 = R
2、5由于v_v+，因而加在RG (即R7)两端的电压为一处，相应通过RG的电流i = n匕2，由于i 一0,因而G R-G= ig + 留H f W 奕=珞艮 + Vjn当 r3=r2=r 时，源 17奕=1 + 商MrTl 巧 2)对于U2C而言，U2B加在反相输入端，U2A加在同相输入端，利用叠加原理， 合成的输出电压：=-互+互o R o1 R o 2由于R3=R5,R4=R6，因而= D 3g (1 - V；2)3Ktr仪器放大器的差模电压增益：瞄=;=_剥+第因此改变电阻的值可以改变仪器放大器的差值电压增益，此仪器放大器的增 益是负的，要使增益为正的，则可在输出时加一个反相器，即可得到
3、增益为正的 仪器放大器。三、实验器材Multisim虚拟仪器中的函数发生器、运算放大器、示波器。四、实验内容1、采用运算放大器设计并构建一起放大器：(1) 输入信号Uj=2sinwt(mV)时，要求输出电压信号uo = 0.4sinwt(V)，A 户200，f=1kHZ；vd(2) 输入阻抗要求Ri1MQo2、用虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器，按设计指标进行调试。主要虚拟仪器中的函数发生器、运算放大器、示波器。五、实验方案1、实验设计思路:输入差模信号设计仪器放大器由增益设定 所有电阻值用示波器观察输、 出与输入关系2、输入差模信号:XFG1 VCC通过函数信号发生器正负输出端使U2A=1s
4、inwt（mV）U2B=-1sinwt（mV）， 入的差模信号Ui=2sinwt（ mV）则输10kQ 20 %Key=A 3、设计仪器放大器，并由增益设定相关电阻值LM324ADLM324AD、-12.0V IGk。 Key=A 20%U2By -jQR6VWn100kQ-LM324ADU2AVCC12.0V由实验原理可知，要使Avf=200,则由公式Af= -R3Rg J可令R = 2kQ, R = R = R = R = R = 1kO, R = R = 100kQG1235464、实验总原理图:六、实验仿真结果CH1和CH2组成差模输入，CH3为Uo输出。右边为共模信号输出电压iiii
5、4iiiiCHI1111 11 1 i i 11 i ii i 11 i iiii- iiiiiiiiCHIPk-Pkiiiiiiii11i1IIIIPk-Pk fi3.1uV CHI Noner1itiiiiiiii:i_iji11tiiii iiii i_lJ1/WWV i i1 i L d i ri Mw1 1 一血口二企IIII-GH2Pk-Pk -.MV.iiii_iiii_iiiiiijiiiii iiii iiii iij.iiii.iiii-iiiilllliiiiCHI NoneCHSPk-FkCH4 None 11 11 11 11 i i i m m i-iiii iii
6、i iiiii i m m 11 11 i 11 11 i-iiiiiiii11iLi1| L 1 1 | j 1 1 I J_ 1 1 j_|1111I111-r.! i1tiiiiiiiii_ - - - r iiiiiiiiiiiii-j- - - -|- - 1111IIIIIIIICHI Noneiiiiiiiiiiii:i_iJ1IIIIIIII IIII l_1J1 yiiy ih r ir_iriiii iiiiCHI NoneL11I11 一 11CHINone.iiii_iiii.iiiiIIIIIIIIIIIIi-iiii.iiiiu.卜I11I-1111-1 i i i
7、 i i i i i i i i i i i i i i i i i iiiitiiiaiiiifli i i i i i iH IVM2msCH1 加h 2rnV GHZMZnsCHl/DV3 5D0mV CH4 2mV七、误差分析经过仿真计算得到以下主要数据:输入差模电压:Uid=1.99mV仪器放大器的输出电压：Uo1=397mV Uo2=63.1uV仪器放大器的差模电压增益：Avd=199.5 200 （误差极小）kcmR= 8八、实验心得通过本实验的学习，不仅让我能够熟练掌握了 mutisim软件的操作及仿真流 程，通过老师对我的提问，这还增加了我对差模与共模的深刻认识。在做实验前， 只是基于理论课上的知识，我对理论课上学的差模与共模还未搞懂，现在做完实 验后，知道了它的原理和作用，并且老师的提问，更能让我了解和掌握这方面知 识。
