《高增益微弱信号放大器的设计毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高增益微弱信号放大器的设计毕业论文（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本科生毕业论文（设计）题 目 高增益微弱信号放大器设计 学生姓名 指导教师 学 院 专业班级 完成时间 目录摘要3Abstract.4第1章 绪论.51.1放大器的研究背景和意义.51.2放大器的基本概念.51.3放大器的分类.7第2章 放大电路设计分析.921放大电路.9 2.1.1 放大的概念.9 2.1.2基本放大电路9 2.2 放大电路的主要技术指标及分析11 2.2.1增益11 2.2.2 输入电阻 Ri.12 2.2.3 输出电阻Ro.13 2.2.4通频带.13 2.2.5失真.13 23基本放大电路分析17 2.3.1放大电路的静态分析.172.3.2 放大电路的动态图解分析.
2、182.4放大器工作点稳定问题 .20第3章 高增益微弱信号放大器的设计.213.1 ICL7650的选择213.1.1ICL7650的主要特点213.1.2ICL7650的芯片结构.223.2 放大电路设计223.3 仪用放大器的原理。233.4实际电路的设计2335 电路制作工艺23第4章测试结果与结论244.1测试结果244.2结论.24参考文献:.26致谢27附录：ICL7650芯片.28 摘要 根据ICL7650的特点及仪用放大器的原理设计一种微弱信号放大器，该电路能将极其微弱信号(0-5mV)，精确、稳定的放大到能被单片机系统直接处理的信号(0-5v)，具有一定的实用价值，并详细探
3、讨了在实际电路设计过程的各注意事项。 关键词:高增益;ICL7650;仪用放大器;微弱信号放大器 Abstract According to ICL7650. Characteristics and principles of instrumentation amplifier design a weak-signal amplifier, the circuit can be extremely weak signal (0-5mV), precise and stable amplification to the SCM system can be to deal directly wit
4、h the signal (0-5v), has a certain practical value, and discussed in detail in the actual circuit design process, the various considerations.Key words: high gain; ICL7650; instrumentation amplifier; weak signal amplifier第1章 绪论1.1放大器的研究背景和意义现代电子系统中，电信号的产生、发送、接收、变换和处理，几乎都以放大电路为基础。20世纪初，真空三极管的发明和电信号放大的
5、实现，标志着电子学发展到一个新的阶段。20世纪40年代末晶体管的问世，特别是60年代集成电路的问世，加速了电子放大器以至电子系统小型化和微型化的进程。放大电路的基本形式有3种：共发射极放大电路，共基极放大电路和共集电极放大电路。在构成多级放大器时，这几种电路常常需要相互组合使用。现代使用最广的是以晶体管（双极型晶体管或场效应晶体管）放大电路为基础的集成放大器。大功率放大以及高频、微波的低噪声放大，常用分立晶体管放大器。高频和微波的大功率放大主要靠特殊类型的真空管，如功率三极管或四极管、磁控管、速调管、行波管以及正交场放大管等。由于现今各类传感器输出的信号多为微弱的直流电压信号，而测量仪表大都使
6、用单片机制，这就需要将这些微弱的直流电压信号经放大器放大后接人A/D转换器供单片机处理，因此该仪表中微弱信号放大器精度、稳定度的高低直接关系到仪表性能的好坏。选用ICL7650集成运算放大器，采用仪用放大器电路的设计方案，设计出高增益, 高精度、高稳定度的微弱信号放大器。1.2放大器的基本概念放大器是能把输入讯号的电压或功率放大的装置，由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。如图1.0 图1。0基本放大电路增加信号幅度或功率的装置，它是自动化技术工具中处理信号的重要元件。放大器的放大作用是用输入信号控制能源来实现的，放大所需功耗由能源提
7、供。对于线性放大器，输出就是输入信号的复现和增强。对于非线性放大器，输出则与输入信号成一定函数关系。放大器按所处理信号物理量分为机械放大器、机电放大器、电子放大器、液动放大器和气动放大器等，其中用得最广泛的是电子放大器。随着射流技术的推广，液动或气动放大器的应用也逐渐增多。电子放大器又按所用有源器件分为真空管放大器、晶体管放大器、固体放大器和磁放大器，其中又以晶体管放大器应用最广。在自动化仪表中晶体管放大器常用于信号的电压放大和电流放大，主要形式有单端放大和推挽放大。此外，还常用于阻抗匹配、隔离、电流-电压转换、电荷-电压转换（如电荷放大器）以及利用放大器实现输出与输入之间的一定函数关系（如运
8、算放大器）。集成电路运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路，它的类型很多，电路也不一样，但结构具有共同之处，图1.1表示集成运放的内部电路组成原理框图。图中输入级一般是由BJT、JFET或MOSFET组成的差分式放大电路，利用它的对称特性可以提高整个电路的共模抑制比和其他方面的性能，它的两个输入端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。电压放大级的主要作用是提高电压增益，它可由一级或多级放大电路组成。输出级一般由电压跟随器或互补电压跟随器所组成，以降低输出电阻，提高带负载能力。偏置电路是为各级提供合适的工作电流。此外还有一些辅助环节，如电平移动电路、过载保护电路
9、以及高频补偿环节等。 图1。1 741型集成运算放大器1.3放大器的分类下面对不同特性的集成运算放大器进行介绍。 1.通用型集成运算放大器 通用型集成运算放大器是指它的技术参数比较适中，可满足大多数情况下的使用要求。通用型集成运算放大器又分为型、型和型，其中型属低增益运算放大器，型属中增益运算放大器，型为高增益运算放大器。型和型基本上是早期的产品，其输入失调电压在2mV左右，开环增益一般大于80dB。 2.高精度集成运算放大器 高精度集成运算放大器是指那些失调电压小，温度漂移非常小，以及增益、共模抑制比非常高的运算放大器。这类运算放大器的噪声也比较小。其中单片高精度集成运算放大器的失调电压可小
10、到几微伏，温度漂移小到几十微伏每摄氏度。 3.高速型集成运算放大器高速型集成运算放大器的输出电压转换速率很大，有的可达23kV/S。4.高输入阻抗集成运算放大器 高输入阻抗集成运算放大器的输入阻抗十分大，输入电流非常小。这类运算放大器的输入级往往采用MOS管。5.低功耗集成运算放大器 低功耗集成运算放大器工作时的电流非常小，电源电压也很低，整个运算放大器的功耗仅为几十微瓦。这类集成运算放大器多用于便携式电子产品中。 6.宽频带集成运算放大器 宽频带集成运算放大器的频带很宽，其单位增益带宽可达千兆赫以上，往往用于宽频带放大电路中。 7.高压型集成运算放大器 一般集成运算放大器的供电电压在15V以
11、下，而高压型集成运算放大器的供电电压可达数十伏。 8.功率型集成运算放大器 功率型集成运算放大器的输出级，可向负载提供比较大的功率输出。 9光纤放大器光纤放大器不但可对光信号进行直接放大，同时还具有实时、高增益、宽带、在线、低噪声、低损耗的全光放大功能，是新一代光纤通信系统中必不可少的关键器件；由于这项技术不仅解决了衰减对光网络传输速率与距离的限制，更重要的是它开创了1550nm频段的波分复用，从而将使超高速、超大容量、超长距离的波分复用（WDM）、密集波分复用（DWDM）、全光传输、光孤子传输等成为现实，是光纤通信发展史上的一个划时代的里程碑。在目前实用化的光纤放大器中主要有掺铒光纤放大器（EDFA）、半导体光放大器（SOA）和光纤拉曼放大器（FRA）等，其中掺铒光纤放大器以其优越的性能现已广泛应用于长距离、大容量、高速率的光纤通信系统、接入网、光纤CATV网、军用系统（雷达多路数据复接、数据传输、制导等）等领域，作为功率放大器、中继放大器和前置放大器。光纤放大器一般都由增益介质、泵浦光和输入输出耦合结构组成。目前光纤放大器主要有掺铒光纤放大器、半导体光放大器和光纤拉曼放大器三种，根据其在光纤网络中的应用，光纤放大器主要有三种不同的用途：在发射机侧用作功率放大器以提高发
