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小信号放大器设计

摘要
关键词:差动放大、低通滤波、共模抑止比、信噪比、输入电阻 电路的设计:
根据本次设计的要求,是放大倍数为1000倍,所以用3级放大,由第一级放大的是小信号,所以将第一级放大定为5倍,第二次放大倍数为20倍,第三级放大倍数为10倍。

由输入
阻抗为10M Ω,所以第一级放大采用同相放大。

考虑到共模抑止比的关系所以第二级放大采用差动放大。

由于本次设计的是小信号为了保证信号的纯真度和频率响应范
围所以最后设计一个100HZ 的有源低通滤波器,并设计放大倍数为10倍。

系统框图如下:
无源低通滤波器:
由RC
f π21
=
,取C=0.1uf 得R=16k R1
16kΩ
C1R216kΩ
13
同向放大器:
根据2
/1
11Rr R Av +
=得到同相放大器放大倍数,根据同相端放大
5倍。

取R1=10K ,则Rr=2K,因为考虑到放大倍数可调的目的所以将Rr 修改为滑动变阻器,并取值5K 。

5kΩ
Key=A
差动放大器:
3
4
2R R Av -
=得到差动放大器的放大倍数,根据差动放大级放大20倍。

取R3=10K ,则R4=200K 。

R610k¦¸R710k¦¸
C489
有源低通滤波器:
根据有源二阶低通滤波器的快速设计方法,首先由截止频率Fc=100HZ 得到确定一个电容C=1uF ,和K=7并根据放大倍数为20确定R1=470Ω,R2=2.7K ,C1=2.2uF 。

在由有源二阶低通滤波器的放大倍数为10,取R3=3.6K ,则R4=36K,考虑到放大倍数的可调性,则将R4用滑动变阻器来代替,并取值为50K.
系统完整图:
系统PCB图:
仿真图如下:
调试数据如下:
实验总结:
参考文献:
谢自美,《电子线路设计•实验•测试》(第三版).华中科技大学出版社,2011
康华光,《电子技术基础》(第五版).高等教育出版社,2005。

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