高输入电阻高增益反相比例运算电路.docx
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高输入电阻高增益反相比例运算电路
《模拟电路课程设计》
高输入电阻、高增益反相比例运算电路
院系：
物理与电气工程学院
班级：
姓名：
学号：
指导老师：
李建法老师
成绩：
日期：
2011年12月20日
高输入电阻、高增益反相比例运算电路
一、设计任务与要求
设计一个电压增益>1000,输入电阻500M欧反相比例放大电路。
用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。
我们知道直流电源可由四部分构成，变压器，桥式整流电路，电容滤波电路及集成稳压电路构成。
通过对各元器件参数的计算及电路的组合分析可初步定制出原理图。
二、方案设计与论证
（一）设计一个T型网络与逆函数型相结合的电路，通过选择合适的输入电阻Ri及反馈电阻Rf，使得输入电阻及电压倍数达到实验要求
其原理图为：
稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，如图1所示。
+电源+整流+滤波+稳压+
u1u2u3uIU0
_变压器_电路_电路_电路_
（a）稳压电源的组成框图
u1u2u3uIU0
0t0t0t0t0t
（b）整流与稳压过程
图1稳压电源的组成框图及整流与稳压过程
稳压电路原理图：
三、单元电路设计与参数计算
（一）高输入，高增益反相比例运算电路设计
T形网络反相比例运算电路及原理
电路图如图
电路中电阻R2、R3、R4构成T形
节点1的电流方程为
3点电位
R3和R4的电流分别为
输出电压
整理得出
总电路图中A2为主放大器，即具有高增益的反相放大器；A1为辅助放大器，接成反相器，A2输出通过它经T型电阻网络向主放大器提供输入回路电流，以便提高电阻的输入电阻。
电路的闭环增益可表示为
1）放大倍数Au的计算
补偿电阻Rp为
电路的输入电阻为
通常R》（RF2//RF3），则
2）输入电阻Ri的近似计算：
为了保证应用电路不发生震荡，应使（Rf+R）》RF1。
利用瞬时极性法可以判断出电路中除了通过倒T形网络接反相输入端引入负反馈外,还采用了逆函数型反馈。
当信号源为有内阻的电压源时,正反馈的结果使输入端的动态电位升高。
这种通过反馈使输入端动态电位升高的电路,称为自举电路。
（二）桥式整流电容滤波集成稳压块正负直流电源电路设计（±12V）。
直流源四个组成部分分析：
1、电源变压器。
1、电源变压器。
其电路图如下：
由于要产生±12V的电压，所以在选择变压器时变压后副边电压u2应大于15V，由现有的器材可选变压后副边电压u2为-15V和+15V的变压器。
为了确保电路的安全，在电路前先安装保险管。
2、整流电路。
其电路图如下：
桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分为两组，根据变压器副边电压的极性分别导通，将变压器副边电压的正极性端与负载电阻的上端相连，负极性端与负载电阻的下端相连，使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。
3、滤波电路。
其电路图如下：
滤波电容容量较大，一般采用电解电容器。
电容滤波电路利用电容的充放电作用，使输出电压趋于平滑。
4、稳压电路。
三端式稳压器由启动电路、基准电压电路、取样比较放大电路、调整电路和保护电路等部分组成。
调成管决定输出电压值。
由于本课程设计要求±12V的输出电压，所以我们选用7812和7912的三端稳压管，要注意对稳压块的保护，所以安装保护二极管，最后的输出部分应装发光二极管，观察电路是否导通。
四、Ⅰ、直流源动态调试
将变压器插头插至220V交流电后，开始测变压器的副边电压U2及滤波输出电压U1、U2还有稳压管输入电压Ui1和Ui2，最后测试Uo1和Uo2。
这几个步骤应按顺序进行，若其中某一个步骤出现问题，应及时停下进程，切断电源，查找和想法排解故障。
Ⅱ、高输入、高增益反相比例运算电路动态调试
1、先用仿真软件将原理图仿真，观察其是否符合理论结果。
仿真结果如下：
输入波形如下：
输出波形如下：
可知原理图符合实验要求，达到预期结果。
五、总结
本次的课程设计，培养了我们综合应用课本理论解决实际问题的能力；我觉得课程设计对我们的帮助是很大的，它需要我们将学过的理论知识与实际系统地联系起来，加强我们对学过的知识的实际应用能力！
在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，同学们共同协作，解决了许多个人无法解决的问题；在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。
但是由于水平有限，课程设计难免会有一些错误和误差，还望老师批评指正。
八、参考文献
[1]华成英童诗白，模拟电子技术基础，北京，高等教育出版社，2006
[2]陈大钦,电子技术基础实验，北京，华中理工大学电子学教研室,2007
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