一、實驗目的

掌握集成運放電壓放大電路設計基本方法。

掌握基本儀器使用方法（電源、信號發生器、示波器）。

二、實驗內容及結果

實驗內容
基于集成運放設計一傳感器信號采集電路。傳感器輸出信號在±50mV，頻率為100Hz以內，模數轉換器允許輸入電壓在0~5V，

要求設計傳感器與模數轉換器之間的信號采集電路，實現傳感器信號放大10倍，并適合模數轉換器的輸入。

模數轉換器的輸入電阻為1KHz，設計電路時，可使用1KHz電阻作為信號采集電路負載，代替模數轉換器。

實驗具體要求如下：
（1）確定電路形式，說明電壓轉換的原理。
（2）確定電路中運放的型號，簡單說明能夠滿足信號帶寬的依據。
（3）確定電路其它元件參數。
（4）利用Altium Designer繪制原理圖。

2. 實驗結果
（1）在下方列出所設計電路的原理圖（Altium Designer完成，確定電路中所有器件的型號和參數）

圖1 所設計電路的原理圖（Altium Designer）

（2）結合所設計的電路圖說明該電路的工作原理。（給出該電路輸出電壓與輸入電壓的表達式，說明輸出是否滿足設計要求）

圖2 所設計電路的原理圖（Multisim）

由Multisim電路仿真得：

電路前半部分為電壓抬升電路Vin1 = ±50mV，Vin2 = 50mV
抬升后的輸入Ui = 0—100mV
后半部分為同相比例運算放大電路Uo = (1+Rf/R4) Ui = (1+9)Ui = 10Ui
所以最后輸出Uo范圍為0—1V

（3）說明集成運放的選型依據，參考集成運放數據手冊，給出相關指標，說明能夠滿足帶寬要求的依據。

選擇的集成運放為NE5532
理由：NE5532是高性能低噪聲雙運算放大器(雙運放)集成電路。與很多標準運放相似，但它具有更好的噪聲性能，優良的輸出驅動能力及相當高的小信號帶寬，其小信號帶寬達到10MHz，功率帶寬為140KHz，且具有電源電壓范圍大等特點。故NE5532運放能夠滿足帶寬要求。

（4）當輸入信號幅度為50mV，頻率為100Hz時，分別給出電路輸出信號和輸入信號的波形，并指出輸出信號的最大值、最小值和頻率值。（用示波器波形截圖，示波器屏幕中帶有輸出信號最大值、最小值和頻率值的顯示）
電路仿真如下圖，可以看到電壓抬升效果良好

圖3 輸出信號波形圖

三、實驗思考題

1、電壓放大電路的帶寬主要取決于集成運放的哪個參數？
答：主要取決于集成運放的帶寬增益。

2、是否存在開環增益不受信號頻率影響的集成運放？如果存在請說明該運放的類型。
答：不存在開環增益不受信號頻率影響的集成運放。

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