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时间:2020-04-02
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1、实验四:宽带放大电路设计与仿真一、实验目的1、熟悉集成运算放大器的特性;2、掌握运用集成运算放大器构成有源滤波器的方法;3、掌握电路仿真调试的原则和排除故障的方法。二、设计要求利用集成运放设计一个带通放大器。要求该放大器能够对一定频率范围内的电压信号进行选频及放大,对频率范围之外的信号进行衰减。集成运放可选择LM324。技术指标:BW(300Hz-3400Hz)、中频增益Av=4。三、设计思路用运放构成带通滤波器。信号范围较宽,用2个运放分别构成低通和高通后并串联。滤波器的快速设计方法:(1)根据截止频率fc,选定电容C(单位uF)的标称值,使其满足K=();(2)(2)
2、从设计表中查出与Av对应的电容值及K=1时的电阻值,再将这些电阻值乘以参数K,得电阻的设计值;(3)实验调整并修改电容、电阻值,测量滤波器的性能参数。对于低通滤波器(Av=2):根据设计要求,其截止频率为3400Hz,可计算并查出其参数如下:R1=1.126kΩ,R2=2.250kΩ,R3=6.752Ω,R4=6.752KΩ,C=0.0.03uF=C1,并根据参数选择标称元件。对于高通滤波器(Av=2):根据设计要求,其截止频率为300Hz,可计算并查出其参数如下:R1=1.821Ω,R2=1.391kΩ,R3=2.782kΩ,R4=2.782kΩ,C=0.33uF,并根
3、据参数选择标称元件。根据串联设计电路如下:四.实验结果1)当输入低频信号时,如输入f=100Hz,振幅为2V的交流信号,则输出为:由示波器显示可知,对于低频段的信号,经过宽带放大器,信号被衰减很大。2)当输入中频信号时,如输入f=2000Hz,振幅为2V的交流信号,则输出为:由示波器显示可知,对于中频段(300Hz到3400Hz)的信号,经过宽带放大器,信号几乎被放大4倍3)当输入高频信号时,如输入f=5000Hz,振幅为2V的交流信号,则输出为:有示波器显示可知,对于高频段的信号,经过宽带放大器,信号也会被衰减综上,该放大器能够对一定频率(300Hz-3400Hz)范围
4、内的电压信号进行选频及放大,其增益Av=4,对频率范围之外的信号进行衰减。波特图如下:由理论知识可知,当处于中频段时,波特图纵坐标为20lg4≈12(dB),刚开始衰减时纵坐标为20lg4/√2 ≈9(dB),和实验测得的数据基本吻合五.实验总结熟悉集成运算放大器的特性;了解了集成运算放大器构成有源滤波器的方法;
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