模电作业设计报告。
题目模电大作业设计报告。
学院电子工程学院。
专业遥感科学与技术。
学生姓名 一、集成运算放大器基本应用。
1、反相比例放大器。
放大器闭环增益：auf=-r2/r1,对于r1=r2,增益auf=-1
**电路图为：
**后输入输出波形图如下：
信号源频率：100hz，振幅：4v
得到输出和输入反相，频率不变且无偏移，符合设计要求。
2、同相比例放大器。
放大器闭环增益auf=uo/ui=1+r2/r1对于r2=r1,增益为2
**电路图为：
输入输出波形为：
信号源频率：100hz，振幅：2v
输出振幅为4 v，频率不变且无偏移，符合设计要求。
3、反向相加器。
由反向相加器的性质可知uo=-rf/r1*ui1-rf/r2*ui2-rf/r3*ui3;
若r1=r2=r3=r,则uo=-rf/r*(ui1+ui2+ui3)
**电路图为：
**输出结果为：
信号源频率为：100hz,ui1=2sintv，ui2=3sintv,ui3=4sintv,r1=r2=r3=1k欧。
**输出为uo=-9sintv,频率不变，且无偏移，符合设计要求。
4、相减器。
由相减器的性质可知uo=(1+r3/r1)*[r4/(r2+r4)]*u1-r3/r1*u2;
对于r1=r2,r3=r4,输入输出关系为uo=r3/r1*(u1-u2)
**电路图为：
**输出结果为：
取信号源频率为100hz，u1=5sint v,u2=3sint v
**结果为uo=2sint v,符合相减器的设计要求。
5、理想积分器。
积分器的传输函数为。
a(jw)=
积分公式为：uo=－
**电路图为：
**输出为：
信号源输入方波频率：100hz，振幅：1v
方波经过积分后为三角波，波频率不变且无偏移。
符合理想积分器的设计要求。
6、差动积分器。
将相减器的两个电阻r3和r4换成两个相等的电容c，而将r1=r2=r，则构成了差动积分器。输出电压为：uo=dt
**电路图为：
**输出为：
输入信号发生器频率为100hz，，分别为4v和3v的。
输出结果符合差动积分器的要求。
7、微分器。
微分器传输函数：a（jw）=-jwrc
微分公式为：
**电路图为：
**输出为：
输入为三角波，频率：100hz，振幅：1v**输出为方波，频率不变且无偏移，符合微分器设计要求。
8、单运放驰张振荡器。
振荡器振荡频率为：
**电路图为：
取，荡器**输出为：
**输出符合单运放弛张振荡器。
9、电压跟随器。
电压跟随器实质上是增益为1的同相比例放大器。通常电压跟随器通常用在两个相互基连的电路中，可以消除两个电路两级的影响，起着隔离缓冲的作用。
**电路图为：
**输出为：
分析：输入频率为100hz ,u=4v方波。
输出不变符合电压跟随器。
10、反相器。
当方向比例放大器增益为1时可得到反相器电路。
**电路图为：
**输出为：
取：u1=10sin t，输出结果为：u0=-u1=-10sin t
11、反相输入迟滞比较器。
反相迟滞比较器是信号的输入在反相端输入的，同时在反相端接入电阻。在同相端作为反馈回路。当加在反相端的时候，输入为正的时候，输出一定为负。
**电路图为：
**输出为：
分析：信号源输出为正弦波，频率：100hz，振幅：5v
输出为方形，频率不变 ，符合反相迟滞比较器。
12、同相输入迟滞比较器。
同相迟滞比较器信号与反馈都加到同相，而反相端的2和5并联之后接地。
**电路图为：
**输出为：
分析：频率100hz，u=6v。**得，输出信号有一定失真，基本符合要求，可以得出同相输入迟滞比较器。
13、反相输入一阶有源低通滤波器。
信号的输入是由反相端输入的，在反相端接电阻r1，输出端接一个电阻和一个电容并联构成反馈回路，构成反相低通滤波器。
**电路图为：
**输出为：
分析：**输入频率增大时，输出符合低通滤波器。
过零比较器是将输入信号的电压与参考电压零进行比较。在设计时将同相端并联，同时接入电阻后将信号输入，反相端并联之后接地。同时再加两个晶体管。
对于高质量的集成运放而言，其开环电压放大倍数很大，输入偏置电流、失调电压都很小。若按理想情况考虑，则集成运放开环工作时。
0 时，为低电平。
0 时，为高电平。
集成运放输出的高低电平值一般为最大输出正负电压值。
**电路图为：
**输出为：
**输入正弦信号频率频率为100hz，振幅为2v
**输出振幅为10v左右的方波，符合过零比较器。
15、差分比例运算电路。
利用ina133内部电阻构成双输入的差分比例放大器，分别加至运放的正相和反相端，其输出结果为：
**电路图为：
**输出为：
**符合差分比例运算电路。
二、心电信号放大电路设计。
1、单元电路组成。
1.三运放数据放大器。
由于电路总增益60~80db可调且采用三运放构成的仪表放大器，可以保证输入阻抗和共模抑制比足够高。所以本题采用三运放输入电路，在这个电路中，采用了三个ina133放大器。
**电路图为：
**输出为：
**符合要求。
2.低通滤波器。
低通滤波器作用是滤除频率为100hz以上的信号分量。该滤波器的参数指标为：
截止频率。**电。
路图如下。**输出为：
**符合要求。
3.高通滤波器。
高通滤波器的作用是滤除频率为0.1hz以下的信号分量。本题采用压控电压源二阶滤波器，该电路的截止频率，因为要求截止频率为0.
1hz，取电容为50μf，则电阻，所以取电阻为，取，。
**电路图为：
**输出为：
**符合要求。
4. 50hz陷波器。
50hz工频信号陷波器采用应用广泛的双t网络二阶带阻滤波器，带阻滤波器的截止频率的计算公式为：
**电路图如下：
**输出如下：
**输出符合50hz陷波器要求。
5. 末级电压放大器。
由于电路要求总增益为60~80db可调即1000-10000倍，高通滤波器通频带电压放大倍数分别为1.2，所以电压放大器的电压放大倍数为63即可满足要求，所以。
末级电压放大器电路图如下：
电路系统总体图。
把电路的高通滤波器、低通滤波器、三运放仪表放大器、50hz陷波器、电压放大器等依次组合在一起构成一个完整的心电信号放大器，**电路图如下：
电路总体波特图：
电路输入输出波形变化：
电路参数分析。
1.滤波电路。
通过**可得高通滤波器和低通滤波器可实现题目带宽0.1hz-100hz的要求。
2.三运放仪用放大器。
差模增益为。
共模增益为。
共模抑制比为：，符合题目共模抑制比kcmr≥80db的要求。
3.50hz陷波器电路。
陷波中心频率为55.88hz。故能满足滤除工频50hz的作用。
陷波器中心衰减为，满足题目中心衰减大于的要求。
4.输入阻抗。
输入阻抗为，远远大于题目输入阻抗的要求。
5.电路总增益。
输入信号选用50hz为50mv的正弦波，当电压放大器的可变电阻为0%时电压增益为1017；当电压放大器的可变电阻为100%时，电压增益为10186。故电路基本实现了60-80db即电路总增益1000-10000范围内可调的要求。
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