实验一-仪器放大器设计与仿真

南昌大学实验报告学生姓名：付容学号：6100212236专业班级：电一126班实验类型：□验证■综合□设计□创新实验日期：2023.12实验成绩：实验一仪器放大器设计与仿真一、实验目的掌握仪器放大器的设计方法理解仪器放大器对共模信号的抑制能力熟悉仪器放大器的调试功能掌握虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器的使用方法，如示波器，毫伏表信号发生器等虚拟仪器的使用二、实验原理仪器放大器是用来放大差值信号的高精度放大器，它具有很大的共模抑制比，极高的输入电阻，且其增益能在大范围内可调。下列图是由三个集成运放构成的仪器放大器电路。其中，集成运放U3组成减法电路，即差值放大器，集成运放U1和U2各对其相应的信号源组成对称的同相放大器，且。图中所示是有三个运放构成的仪器放大器。其中，集成运放U3组成差值方法器，集成运放U1和U4组成对称的同相放大器，且R1=R2，R3=R5，R4=R6。由于v-QUOTEv+，因而加在RG〔即R1)两端的电压为QUOTE，相应通过RG的电流iG=QUOTE，由于i-QUOTE0，因而当R3=R2=R时，对于U3而言，Uo4加在反相输入端，Uo1加在同相输入端，利用叠加原理，合成的输出电压：由于R4=R5,R6=R7,因而仪器放大器的差值电压增益：仪器放大器的差值电压增益：QUOTE)因此改变电阻的值可以改变仪器放大器的差值电压增益，此仪器放大器的增益是负的，要使增益为正的，那么可在输出时加一个反相器，即可得到增益为正的仪器放大器。三、实验器材Multisim虚拟仪器中的函数发生器、运算放大器、示波器。四、实验内容采用运算放大器设计并构建一起放大器：输入信号ui＝2sinwt(mV)时，要求输出电压信号uo＝0.4sinwt(V)，Avd=200，f=1kHZ；输入阻抗要求Ri>1MΩ。用虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器，按设计指标进行调试。主要虚拟仪器中的函数发生器、运算放大器、示波器。实验方案实验设计思路：设计仪器放大器用示波器观察输出与输入关系输入差模信号设计仪器放大器用示波器观察输出与输入关系输入差模信号由增益设定所有电阻值由增益设定所有电阻值输入差模信号：通过将下面的信号“+〞级接地，“—〞级接输入的方式，使U4=-1sinwtmv，又令U3=1sinwtmv，那么输入的差模信号Ui=2sinwtmv3、设计仪器放大器，并由增益设定相关电阻值由实验原理可知，要使Avf=200，那么由公式可令4、实验总原理图：实验仿真结果输入信号vi〔两个反相电压〕输出信号vo〔黄色线〕共模信号为2sinwtmv七、结果分析经过仿真计算得到以下主要数据：输入差模电压：Vid=2mV仪器放大器的输出电压：Vo=399mV仪器放大器的差值电压增益：Avf=199.5200八、实验心得 通过本实验的学习，不仅让我能够熟练掌握了mutisim软件的操作及仿真流程，通过老师对我的提问，这还增加了我对差模与共模的深刻认识。在做实验前，只是基于理论课上的知识，我对理论课上学的差模与共模还未搞懂，现在做完实验后，知道了它的原理和作用，并且老师的提问，更能让我了解和掌握这方面知识。说实话，上完理论课后我没有及时复习的原因，当老师验收我的实验成果时，对我提出的问题让我当时真的是懵了，压根就不