测量放大器设计.pdf

集成电路作业 ——测量放大器的设计 一、 题目：测量放大器的设计 设计一个超低噪声、高阻、浮地输入的测量放大器，要求： a) 远程输入： Ui 0 : 1000 mV , Fi 0 : 100 Hz b) 增益： Avf 80 dB ； c) 输出： Uom 10V ，非线性误差 r 0.1% ； d) 共模抑制比： CMRR 120dB ； e) 通频带： 0 : 100 Hz ，阻带衰减大于： 40 dB /10 f ； 推荐芯片： Aud 100dB , BWA 300 kHz ,CMRR 90dB 二、方案设计 1）题目分析 题目要求设计一个超低噪声、高阻、浮地输入的测量放大器，同 时要求具有较高增益，高共模抑制比，低通频带，阻带衰减大于 40 dB /10 f 等。结合所学知识，参考相关资料，决定前级采用具 备超低噪声、高阻、浮地输入、高增益、高共模抑制比等优良属性的 仪用放大器来实现信号的放大， 后级采用二阶低通滤波器实现对信号 的滤波，使其满足频带约束。 2 ）具体方案 A 放大电路 结合我们要实现的测量放大器参数，选取 OP07 型集成运算放 大器。 表格 1 OP07 芯片参数 参数 Aud CMRR 正常值 120dB 100dB 分析电路要实现的最大增益 80dB，也即闭环增益要求最大达 到 10000 倍。 考虑运放的交流动态特性，以及非线性失真等因素 非线性失真： g Aud r Auf (2 : 10) 交流动态特性： BWA Auf (2 : 10) f H 将 OP07 芯片的具体参数带入求得在保证电路性能稳定可靠的情 况下， OP07 芯片单级最大可实现的放大倍数大约为 100 倍。因此为 了实现对信号最大放大 80dB 的参数要求我决定采用两级放大，即前 级采用仪用放大器，对信号最大放大 100 倍，保证系统对超低噪声、 高阻、浮地输入的要求，第二级采用反相放大器，最大放大 100 倍， 最终实现系统对信号稳定可靠放大 80dB。 图 1 是采用 OP07 型运算放大器搭接的仪用放大器，通过调节可 调电阻 Rg 对信号稳定可靠的放大 10— 100 倍，作为第一级放大电路。 （注：电路所采用的电阻，电容参数如图中所示） 。 图 1 仪用放大器 增益计算公式： R [(R R ) R R ] 6