增益可调差动放大器的设计与仿真(特别版).doc

螂腿膅增益可调差动放大器的设计节学号:2011093001姓名:何畅班级:2011级电科二班衿摘要:蚇本课题设计利用增益可调放大器uA709芯片为设计核心(芯片等),根据uA709的放大原理,利用公式计算出放大倍数,然后利用专业软件(如ORCAD或者Multisim)模拟和仿真增益可调放大器电路,并测出其电压及电压增益的实际值!袄关键字:ORCADMultisim莂一﹑课题背景:芀差动放大电路又叫差分电路,他不仅能有效的放大直流信号,而且能有效的减小电源波动和晶体管随温度变化多引起的零点漂移,因而获得广泛的应用。特别是大量的应用于集成运放电路,他常被用作多级放大器的前置级。荿基本差动放大电路由两个完全对称的共发射极单管放大电路组成,该电路的输入端是两个信号的输入,这两个信号的差值,为电路有效输入信号,电路的输出是对这两个输入信号之差的放大。设想这样一种情景,如果存在干扰信号,会对两个输入信号产生相同的干扰,通过二者之差,干扰信号的有效输入为零,这就达到了抗共模干扰的目的。羇差动放大电路的基本形式对电路的要求是:两个电路的参数完全对称两个管子的温度特性也完全对称。它的工作原理是:当输入信号Ui=0时,则两管的电流相等,两管的集点极电位也相等,所以输出电压Uo=UC1-UC2=0。温度上升时,两管电流均增加,则集电极电位均下降,由于它们处于同一温度环境,因此两管的电流和电压变化量均相等,其输出电压仍然为零。蒂1960年代晚期,仙童半导体(FairchildSemiconductor)推出了第一个被广泛使用的集成电路运算放大器,型号为uA709,设计者则是鲍伯•韦勒(BobWidlar)。但是709很快地被随后而来的新产品uA741取代,uA741有着更好的性能,更为稳定,也更容易使用。uA741运算放大器成了微电子工业发展历史上一个独一无二的象征,历经了数十年的演进仍然没有被取代,很多集成电路的制造商至今仍然在生产uA741。直到今天uA741仍然是各大学电子工程系中讲解运放原理的典型教材。蚁运算放大器LM709系列是一个单片机的运算放大器在-通用的应用往往。pletely指定范围内的电压的普遍使用对于这些设备。设计,除了提供高偏移电压增益、消除都和偏置电流。毛皮声,B类输出级给大输出能力用最小的功率消耗。外部元件用于频率补偿放大器。虽然单位增益补偿网络无条件地指定将使放大器。稳定反馈配置、补偿可以量身定做,以适合高频性能优化为任何增益设定。螇二﹑可选方案设计:螆方案一:蒂选用UA709芯片用ORCAD软件模拟仿和真增益可调差动放大器电路。肂(一)电路原理连接图如下:蕿利用直流电源作为增益可调差动放大器的输入端蒅(下图为可调增益放大器实际电路图,其中电压源U5=U6=4V)薂蒃羆薈蚂蕿蚈芆螂肀莀肅袂蒁袈袄羁袂薀袇肁罿直流分析肈具体参数设置如下:蚆肁莀螀莅蒅螁***蒈薅膂罿膆蚅薂①下图为交流源U5=U6=4V时,(直流扫描)输出电压Uo的结果图莇(从图可以观察到输出电压越来越趋于稳定,,羅可见输出电压是非常小的,几乎接近零)蚅虿聿螄螅肀薇螇袄蒁艿薆羄袂螇莅肄②下图为交流源U5=U6=4V时,(直流扫描)输出电压增益Ao的结果图聿(从图可以观察到电压增益先直线上升,由负的电压增大到正的电压,葿由于输入电压U5=U6,那么理论值中电压输出增益应该是无穷大的。肄而实验也显示是V,这个值已是非常大了,可以视为无穷大膄可见理论值与实际值是十分相符的)蒀袆***芄袁薈袅芄芁肆蚄莄蚂螈蚇蒄蝿蒀蒆瞬态分析具体参数设置如下:薃膀羈芅蚃薁蚀羄螃羂膈肇袃腿③下图为交流源U5=U6=4V时,(瞬态扫描)输出电压Uo的结果图袀螆袃薀芇薄羃羀罿薇肃莁蒇莆膃螂腿膅④下图为交流源U5=U6=4V时,(瞬态扫描)输出电压增益Ao的结果图节衿蚇袄莂芀荿羇蒂(二)电路原理连接图如下:蚁利用交流电源作为增益可调差动放大器的输入端螇(下图为可调增益放大器实际电路图,其中电压源U1=U2=4V)螆蒂肂蕿蒅薂蒃羆薈蚂蕿蚈芆螂肀莀肅袂蒁袈袄羁袂薀瞬态分析具体参数设置如下:袇肁罿肈蚆肁莀螀莅蒅螁***蒈薅膂罿膆蚅⑤下图为交流源U1=U2=4V时,(瞬态扫描)输出电压Uo的结果图薂莇羅蚅芇蚇节莃蚈肅芅蒃聿螇肄⑥下图为交流源U1=U2=4V时,(瞬态扫描)输出电压增益Ao的结果图蒂蒀芅