基于Multisim的仪器放大器设计实验报告

基于Multisim的仪器放大器设计实验 南昌大学实验报告 学生姓名: 学 号: 专业班级: 生医091 实验类型:?验证 ?综合 ? 设计 ? 创新 实验日期: 20110608 实验成绩: 实验十一 基于Multisim的仪器放大器设计 一 实验目的 1、掌握仪器放大器的设计方法; 2、理解仪器放大器对共模信号的抑制能力; 3、熟悉仪器放大器的调试方法; 4、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、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模信号的高精密度放大器，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。如下图1所示，其中，集成运放U3组成差值放大器集成运放U1、U2组成对称的同相放大器，且 R1=R2=R，R3=R5，R4=R6。此时，仪器放大器的差模电压增益Avf=-R4/R3(1+2R/RG)。 仪器放大器的共模抑制比主要取决于第一级集成运放U1、U2的对称性和各电路电阻的匹配精度。如果U1、U2对称，且各电阻值得匹配误差为+0.001%，则仪器放大器的共模抑制比可达到100dB以上。 由于采用了对称的同相放大器，因而仪器放大器两端具有相同的输入电阻，且其值可达到几百MΩ以上。 三 实验仪器与设备 Multisim虚拟仪器库中的函数发生器、毫伏表、示波器、集成运放、电阻等。 四 实验内容 1、采用运算放大器设计并构建一仪器放大器，具体指标为: 1 (1) 输入信号Ui=2mV时，要求输出电压信号Uo=0.4V，Avd=200，f=1KHz; (2) 输入阻抗Ri>1MΩ。 2、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。 实验步骤:?计算,由Avd=Avf=-R4/R3(1+2R/RG)=200确定各电阻阻值; ?按图1连接好电路; ?打开仿真开关，调节函数发生器使万用表2的示数为2mV; ?调节示波器使输入输出波形都能很好显示; ?观察万用表1的示数。 3、测量所构建放大器的共模抑制比。 实验步骤:?按下图2连接好电路，重复上面步骤的???。 五 实验 1、设计好的仪器放大器仿真结果如下图3 Avd=Uo/Ui=397.82?2=198.91 2、测量共模抑制比的仿真结果如下图4 Avc=Uo/Ui=6.066uv/2mv=0.003033 KCMR= | (Avd/2)/Avc|=198.91?2?0.003033?32790.97dB 图1 仪器放大器设计电路 2 图2 测试共模抑制比电路 图3 仪器放大器仿真结果 3 图4 测量共模抑制比仿真结果 4