增益可調(diào)的差動放大器設(shè)計與仿真

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1、增益可調(diào)差動放大器的設(shè)計與仿真摘要：本課題設(shè)計利用增益可調(diào)放大器uA709芯片為設(shè)計核心（也可以利用LM709CN芯片等），根據(jù)uA709的放大原理，利用公式計算出放大倍數(shù)，然后利用專業(yè)軟件（如ORCAD或者Multisim）模擬和仿真增益可調(diào)放大器電路，并測出其電壓及電壓增益的實際值！關(guān)鍵字：UA709LM709CNORCADMultisim一﹑課題背景：差動放大電路又叫差分電路，他不僅能有效的放大直流信號，而且能有效的減小電源波動和晶體管隨溫度變化多引起的零點漂移，因而獲得廣泛的應(yīng)用。特別是大量的應(yīng)用于集成運放電路，他常被用作多級放大器的前置級?；静顒臃糯箅娐酚蓛蓚€完全

2、對稱的共發(fā)射極單管放大電路組成，該電路的輸入端是兩個信號的輸入，這兩個信號的差值，為電路有效輸入信號，電路的輸出是對這兩個輸入信號之差的放大。設(shè)想這樣一種情景，如果存在干擾信號，會對兩個輸入信號產(chǎn)生相同的干擾，通過二者之差，干擾信號的有效輸入為零，這就達到了抗共模干擾的目的。差動放大電路的基本形式對電路的要求是：兩個電路的參數(shù)完全對稱兩個管子的溫度特性也完全對稱。它的工作原理是：當(dāng)輸入信號Ui=0時，則兩管的電流相等，兩管的集點極電位也相等，所以輸出電壓Uo=UC1-UC2=0。溫度上升時，兩管電流均增加，則集電極電位均下降，由于它們處于同一溫度環(huán)境，因此兩管的電流和電壓變化

3、量均相等，其輸出電壓仍然為零。運算放大器LM709系列是一個單片機的運算放大器在-通用的應(yīng)用往往。操作completely指定范圍內(nèi)的電壓的普遍使用對于這些設(shè)備。設(shè)計,除了提供高偏移電壓增益、消除都和偏置電流。毛皮聲，B類輸出級給大輸出能力用最小的功率消耗。外部元件用于頻率補償放大器。雖然單位增益補償網(wǎng)絡(luò)無條件地指定將使放大器。穩(wěn)定反饋配置、補償可以量身定做,以適合高頻性能優(yōu)化為任何增益設(shè)定選用UA709芯片用ORCAD軟件模擬仿和真增益可調(diào)差動放大器電路。（一）電路原理連接圖如下：利用直流電源作為增益可調(diào)差動放大器的輸入端（下圖為可調(diào)增益放大器實際電路圖，其中電壓源U1=5

4、vU2=3V）通過仿真測得的輸出電壓如下:當(dāng)電位器滑到50%位置時，仿真圖像如下：當(dāng)電位器滑到30%位置時，仿真圖像如下：（二）利用交流電源作為增益可調(diào)差動放大器的輸入端（下圖為可調(diào)增益放大器實際電路圖，其中電壓源U1=5VU2=3V）通過仿真測得的輸出電壓如下:當(dāng)電位器滑到50%位置時，仿真圖像如下：當(dāng)電位器滑到30%位置時，仿真圖像如下：公式推導(dǎo)差動放大原理圖如下：推導(dǎo)公式：由理想運放的條件可導(dǎo)出以下關(guān)系式I1=I3，(Ui1-U-)/R=(U--UA)/mR（1）I2=I4,(Ui2-U+)/R=(U+-UB)/mR（2）由式（1）和式（2）分別解出U-和U+的表達式，

5、再由U-=U+,得UA-UB=m(Ui2-Ui1)(3)I3=I5+I6,(U--UA)/mR=(UA-UB)/(R+pR)+(UA-UB)/nR(4)由式2減去式3，再代入式4，得U0=2m(1+m/(1+p))(Ui2-Ui1)(5)通常選m=n,則上式變?yōu)?，U0=2m(1+m/(1+p))(Ui2-Ui1)(6)增益的理論計算與仿真比較在本設(shè)計的原理圖中，取m=n=5,p=10A(A為電位器的百分比)1、直流源分析：(Ui2-Ui1)=5V-3V=2V當(dāng)電位器滑到50%位置時，P=5，由公式計算出增益為2*5(1+5/6)=18.26U0=2*5(1+5/6)(Ui2-

6、Ui1)=36.4V而仿真測得的電壓為36.67V,增益為18.33當(dāng)電位器滑到50%位置時，P=5，由公式計算出增益為2*5(1+5/4)=22.5U0=2*5(1+5/4)(Ui2-Ui1)=45V而仿真測得的電壓為45.015V,增益為22.52、交流源分析：(Ui2-Ui1)=5V-3V=2V因為是交流，取最大值計算，則取1.4(Ui2-Ui1)=2.8V當(dāng)電位器滑到50%位置時，P=5，由公式計算出增益為2*5(1+5/6)=18.261.4U0=2*5(1+5/6)(Ui2-Ui1)*1.4=50.96V而仿真測得的電壓最大值為50.44V,增益為18.01當(dāng)電位

7、器滑到30%位置時，P=3，由公式計算出增益為2*5(1+5/4)=22.51.4U0=2*5(1+5/4)(Ui2-Ui1)*1.4=63V而仿真測得的電壓最大值為63.13V,增益為22.55結(jié)論：理論和仿真有差別當(dāng)滑動器滑動時實現(xiàn)了增益可調(diào)