1、合肥工业大学模拟电路课程设计指导教师：胡良梅 许良凤设计内容：1数据放大器（差分放大+数据滤波）2集成直流稳压电源1数据放大器1.指标要求总体要求如下：MRid10kHzfd13BKC6带外衰减速率大于等于-30dB/10 倍频差分放大器指标要求：dBAvf54MRi10KC6RC 有源滤波器指标要求：kHzfd13带外衰减速率大于等于-30dB/10 倍频2.设计方案对于差分放大器，利用 3 个运放和 7 个电阻组成两级差分放大电路来实现。电路原理图如下：第一级放大倍数计算公式：)21(0RAv第二级放大倍数计算公式：352v总的差分电路放大倍数：3501)(RAv对于滤波器，选用 2 个电
2、容、4 个电阻和一个运放组成二阶低通有源滤波器，电路原理图如下：总的电路流程图如下：3.电路原理及估算结果（仿真或近似计算）（1）两级差分放大电路电阻值的选取：该部分如下图：由于指标要求差分放大器放大倍数大于等于 54dB，也就是 500 倍。差分放大器有两级放大，为了避免第二级放大出现失真，将第一级放大设置为 5 倍，第二级放大设置为 100倍。电路中的运放使用 LM324N 芯片中的运放。根据公式 及)21(0RAv352Av取 R0=1k R1=R2=2k则 51v取 R3=R4=150 R5=R6=15k则 02vA所以 5将参数输入电路原理图进行仿真测试：仿真结果如下（输入差模信号为
3、振幅 1mV，频率 500Hz 的正弦信号）：由上图看出差分放大电路输出信号幅度为 499.777mV，将原来的 1mV 信号放大了 499.777倍（理论上为 500 倍） ，在误差范围内可认为电路达到了放大倍数要求。（2）二阶有源滤波器电阻及电容选取：该部分如下图：电压增益计算公式为：9103RAv使 R9=10k R10=15k则增益 5.23v令 R7=R8 C1=C2则 3dB 截止频率计算公式为：1732CRfdB使 R7=R8=15k C1=C2=0.01uF则 kHzfdB173所以满足要求。将上面计算出来的电阻及电容值代入原理图中进行仿真：仿真结果如下：（1） （输入信号为正
4、弦波，振幅 1V，频率 500Hz）（2） （输入信号为正弦波，振幅 1V，频率 1000Hz）满足 3dB 截止频率。将以上差分放大电路和滤波电路连接起来就组成了数据放大器。4.硬件调试过程及测试指标实验中运放采用 LCM324N 芯片，1 块 LCM324 芯片里面含有个运放。实验中，我们先搭好差分放大电路和滤波电路，但是两个电路不连接在一起，我们先检测差分放大电路，经检测差分放大电路的放大倍数达到了 500 倍放大的要求。于是，我们接着检测滤波电路的滤波效果，检测结果为滤波电路的放大倍数为 3 倍，3dB 截止频率为 1kHz，带外衰减速率为-59.4dB/10 倍频，指标符合要求。硬件连接电路如下：前置级：利用信号发生器输入 500Hz,40m 的正弦交流信号，通过设计好的电桥， ，用万用表测得mVi5.1i1.62mVViiid6.021，前置级放大倍数oo4,7 4.56.02721idoA电压放大级：在的基础上，继续测量差分放大器的输出，用万用表测得 ，所以差分mVo312放大器的电压放大倍数 5206.312mVoAid在、的基础上，继续测量滤波器的输出，用万用表测得，整个数据放大器的输出电压 ，电压放大倍数 ，符合指标要求。Vo043.1 1738.4idovf
