Multisim对 弱信号放大电路的设计与仿真
[复制链接]
本文使用的是Multisim8,虽然版本有些旧,但有参考意义,转给大家
1 引言 运算放大器(op-amp)简称运放, 因最初主要用于模拟量的数学运算而得名。它是一个高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的直接耦合多级放大电路, 也是最基本、最具代表性、应用最广泛的一种模拟集成电路。随着集成电路技术的迅速发展, 电路性能设计的完善, 集成运放正以无可比拟的优异性深入到各个领域。普通的集成运放一般具有mV 级的失调电压和每度数微伏的温度漂移, 因而将集成运放直接用于微弱信号的放大是十分困难的。然而在工业自动化控制、过程控制中, 运放常被用于放大来自传感器的低电平信号, 这就要求用作前置放大器的集成运放具有高的输入阻抗, 低的输出阻抗, 低失调电压和温度漂移以及精密的反馈特性和高的共模抑制比能力, 否则造成的漂移问题将使系统无法正常工作, ICL7650 正是为适应上述要求而研制成功的。 2 ICL7650 性能介绍 斩波器稳定型运算放大器ICL7650 芯片是Intersil 公司的第四代运算放大器, 性能极为优越稳定, 因而在精密仪表、微弱信号的检测及过程控制系统中作为前置放大器应用很广。 ICL7650 主要有如下几个特点: 1) 极低的输入失调电压:整个工作温度范围(约100 ℃) 内只有±1μV ; 输入偏置电流低: 15pA (典型值) ; 2) 失调电压的温漂和长时间漂移极低: 分别为0.01 t, v/℃和100 nV /Month; 3) 极高的开环增益,CMRR ,PSRR 均≥130 dB ; 较高的转换速率: SR = 0. 5 V/μs ; 4) 单位增益带宽BWG=2 MHz,并具有内部补偿,相位裕度≥80; 5) 内部有箝位电路,能减少过载时的恢复时间;在输入端、输出端只有极微小的斩波尖峰泄漏。 3 用ICL7650 设计弱信号的前置放大电路 根据上述分析, 结合仪用放大器的原理, 实际电路设计如图1 所示: ![]()
图1 放大电路原理图 R0 为ICL 7650 输入限流保护电阻。在ICL7650 的外围电路中, 电源电压输入端和地之间接入一个0.1μF(104)的电容, 用来滤除电源带来的干扰。采样电容C2、C3 在动态校零中起关键作用, 直接影响到运放自动稳零的精度, 故选用高阻抗、瓷介质、聚本乙烯材料的优质电容, 其值可取0.1μF.R3 与C6 组成滤波网络, 用来滤去ICL7650 模拟开关换向所带来的斩波尖峰噪声, 减小输出电压中的过冲。 该电路第一级是两个对称的ICL7650 集成运放, 有很高的输入阻抗和共模抑制比, 而且变双端输入为单端输出。由于整个电路的失调电压及漂移与第一级有密切关系, 因此A1、A2 选用了具有超低失调电压和超低漂移的ICL7650 集成运放。ICL7650 作为高精度、低漂移放大器, 其输入一般只有几百微伏甚至几十微伏电压就能正常工作。
|