模拟电子技术课程实验报告
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基本摘要及要求：
设计一个放大器系统，当传感器电阻值变化±1%时，放大电
路能够产生±6的输出电压。

要求偏差为0时输出为0，偏差为1%时输出为6V，偏差为-1%时输出为-6V，误差不超过±2%。

一、电路结构及原理说明：
该电路由四部分组成：基准电压源电路、测量电桥电路、放大电路。

电路框图如下所示：
基准电压源测量电桥放大电路
1．基准电压源：为测量电桥提供一定精度要求的7.0V基准电压，采用5.6V稳压管与同相比例运算电路结合实现。

2．测量电桥电路：当电桥的所有阻值都相同时，输出电压为零。

当有一电阻发生变化时将会有电压输出。

此电路可以等效为传感器测量电路，测取的温度变化量并将其转化成电压变化。

3.放大电路：
放大电路用于将测温桥输出的微小电压变化（ΔV）放大，使其满足性能要求。

放大电路采用两个同相电压跟随器（作为输入缓冲器）与两级放大器组成，其中第一级放大器为差动放大器，第二级放大器为可以方便调节的反相比例运算电路。

二、测量电路和参数计算
1、基准电源电路
基准源输出电压为V+=7V ，稳压管电压为5.6V ，取稳压管的稳定电流为1~1.2mA 。

根据基准源电路有
Vz RJ RJ Vo )1
2
1(1+
=
25.16
.50
.7)121(1==+=RJ RJ Vz Vo 得到：
25.01
2
=RJ RJ 选RJ2=10k Ω，可得RJ1=40k Ω。

由于 JF
JF F R R Vz Vo I 6
.50.7-=-=
R11
R21
R22
R31
R32
R41
R42
vo
vi1
vi2
.
.
.
VS
RJ1 RJ2
RJ3 RJ4
RJF DJ1
Vz
V+
.
.
.
.
R1 R3
R4
R2(1+δ¦)
Vo .
.
.
.
.
.
. .
若取IF=1mA ，则有
JF
R mA 6
.50.71-=
得到RJF=1.4k Ω。

电阻R3和R4的计算： 由稳压管开始启动的条件：
7.04
34
+≈+>+Vz V Vz Vs R R R D J J J
设V S 、R J3、R J4组成的电路向稳压管提供的电流为0.2mA ，
若流过R4的电流也为0.2mA ：则由下式： mA 2.07
.06.54
4=+=
J RJ R I 可得R J4=31.5k Ω
因为流过R J3电阻的电流为0.4mA ，所以 mA 4.03
.63
3=-=
J RJ R Vs I 取V S =10V ，得到： k Ω25.94
.03
.6103=-=J R 验证
V 3.67.073.7105
.3125.95
.31434=+≈+>=+=+Vz V Vz Vs R R R D 这是一个启动电路。

VS
RJ3
RJ4
DJ1
.
.
.
5.6V
0.2m A
0.2m A
0.4m A
.
.
2、测量电桥的计算
++++≈++=+-+++=V R R R R V R R R R V R R R R R R Vo ）2
12
||1())1(212||1(]2121)1(2)1(2[
1δδδδδ
式中V +是电桥的基准电压。

由于Vo1与电压V 成正比，因此V 应该由基准电压源电路提供。

取V=7.0V ，电桥的R1=R2=R3=R4=100k Ω。

V 035.0)5.7)(4
02
.0())(4())(21)2||1(
1===+=++V V R R R R Vo δδ 这里δ=0.02，V+=7.0V 。

3、放大电路的计算
如果对于Vo1=0.035V 时，输出电压为6V ，则有放大倍数为6/0.035=171.428571倍。

则对于放大器有
)11
21
21(3141428571.1711R R R R Vo Vo +== 一般希望RY4/RY3和RY2/RY1 有相同的数量级。

令R11=10k Ω，R31=5k Ω，则若令:
则R41=44.7621538K Ω R21=89.5243076k Ω 其中R21=R22，R31=R32，R41=R42 三、电路仿真
1：基准电压源的单独仿真
经过反复调试，最终选择 RJ2=10.84kΩ，此时输出电Vout=7.0V。

2、测温电桥的单独仿真
当四个电阻都相等时，理论上电桥输出应为0
在基准电压为7.0V 的时候，对于R3阻值在99K Ω，101K Ω时的分别仿真
3： 放大电路的单独仿真
经过反复调试，最终选择 R41=45.92kΩ
在R3阻值改变时，输出电压变化，R3=99KΩ时输出电压为
6.001V；当R3=101KΩ时，输出电压为-5.988V，这2数值都在误差允许范围内。

5：误差产生的分析
虽然在仿真时用的是理想的元器件但是，在计算放大倍数是RY1，RY2，RY3，RY4取了近似值，导致结果输出不是+6V和-6V。

四：主要元件参数和元件列表四、主要元件参数和元件列表
基准电压源测温电桥放大电路
运放理想运放运
放
运
放
运
放
理想运放
V1 10V R1 100kΩRY1 10kΩRJ1 40kΩR2 100kΩRY2 124kΩRJ2 10kΩR3 100±
1k
RY3 10kΩRJ3 9.25kΩR4 100kΩRY5 124kΩRJ4 31.5kΩRY6 10kΩRJF 1.4kΩRY7 124kΩD1 虚拟二极管R5 124kΩ稳压
管
N4734A
五：课设收获：
1. 此次模拟电子技术课程设计，巩固了模拟电子技术课程中学习
的理论知识，例如同相比例电路﹑反相比例电路﹑实际运放﹑稳压管等知识；
2. 由于以前也运用过该软件，因此本次课设使我对该软件更加熟
悉了。

掌握了 Multisim 2012 用于模拟电子技术的仿真方法，学会了计算机辅助设计的方法；
3. 通过在网络中寻找实际元件参数，锻炼了自己阅读技术资料的
能力；
4. 本次课程设计还有相当多的不足和缺点，如：对误差的分析比
较简单，希望通过本次课程设计，进一步掌握计算机辅助设计的能力，对本试验题目做进一步改进。

5. 对于电路的调试应更加耐心,合理运用二分法进行调试。

六：参考文献
[1]. 杨欣.Len D M Nokes 电子设计从零开始（第二版）.清华大
学出版社.2010
[2]. 周凯. EWB虚拟电子实验室—Multisim 7 & Ultiboard 7
电子电路设计与运用. 电子工业出版社. 2006
[3]. 华成英. 模拟电子技术基础(第四版). 高等教育出版社.
2006
模拟电子技术课程设计任务书（第一组课题）
姓名：院（系）：
专业：班级：
课程设计题目：传感器测量系统的设计
课程设计要求：设计一个放大器系统，当电阻值变化±1%时，放大电路能够产生±6V的输出电压。

要求偏差为0时输出为0，偏差为1%时输出为6V，偏差为-1%时输出为-1V，误差不超过±2%。

设计任务总述：对设计题目进行分析，根据设计的要求先确定基准电压源：为测量电桥提供一定精度要求的7.0V基准电压，然后修改电路，进行参数计算.，测量当电阻值变化±1%时，放大电路能够产生±6V的输出电压；要求偏差为0时输出为0，偏差为1%时输出为6V，偏差为-1%时输出为-6V，误差不超过±2%；最后电路仿真实验。

工作计划及安排：
熟悉课题要求，查找相关资料；甄选资料的相关内容，初步确定设计方案；寻找参考电路,修改电路，进行参数计算.调试（仿真），如不成功，返回第2步整理数据;
撰写课程设计报告。

成绩
指导教师签字___________________
年月日。