前置放大器的设计与应用

1 前置放大器的设计与应用 一、 实验目的 1．理解前置放大器的相关概念，理解差模信号与共模信号，了解当前最新的一些前置放大器IC 的类别及主要指标和特性，学习前置放大器的设计技巧。 2．实际进行差分信号产生、测试；用单运放构成仪表放大器，并进行性能测试； 3．利用前置放大器IC 进行设计、测试与应用。 4．了解阻抗匹配、偏置电路设计及共模信号抑制的常用方法。 二、 实验仪器及器件 1．实验所需设备 序号 名 称 型号/规格 数 量 1 数字式万用表 1 块 2 20MHz 双通道数字示波器 1 台 3 函数信号发生器 1 台 4 双通道稳压电源 1 台 2．实验所需元器件 基础实验部分所需器件 扩展实验部分所需器件 三、 预习要求 1．根据提供的附件材料理解与前置放大器相关的一些概念，复习函数信号发生器、数字示波器等仪器的使用方法。理解文氏电桥振荡电路原理。 2．学会阅读 IC 的英文数据手册，理解运放各主要指标特性的含义。 3．复习运放进行线性放大的相关理论知识，能对输入电阻、输出电阻、共模抑制比 CMRR及增益进行计算。主要相关概念及公式如下： 差模信号是两个输入电压之差：υid=υi1-υi2 共模信号是两个输入电压的算术平均值：υic=(υi1+υi2)/2 差模电压增益：AVD=υod/υid =υod/(υi1-υi2) 共模电压增益：AVc=υoc/υic =2*υoc/(υi1+υi2) 根据线性放大电路叠加原理求出总的输出电压：υo= AVDυid+ AVcυic 共模抑制比：KCMR=| AVD/ AVc | 共模抑制比用分贝数（dB）表示：KCMR=20lg| AVD/ AVc | dB 序号 名 称 型号 数量 1 运算放大器 LM324 1 片 2 运算放大器 OP07 或 uA741 3 片 3 电阻 50 1 4 电阻 1K 1 5 电阻 5.1K 2 6 电阻 10K 3 7 电阻 20K 4 8 电阻 1M 2 9 电位器 1K 1 10 电位器 2K 1 11 电位器 10K 1 序号 名 称 型号 数量 1 仪表放大器 AD623 1 片 2 电阻 1K 1 3 电阻 100K 1 4 电位器 10K 2 5 瓷片电容 0.1uF 2 6 电解电容 10uF 2 7 小喇叭 1 2 四、实验原理 通过传感器输入的信号，一般信号幅度很小(毫伏甚至微伏量级)，且常常伴随有较大的噪声。对于这样的信号，第一步通常是采用仪表放大器先将小信号放大。这个放大的最主要目的不是增益，而是提高电路的信噪比，将需要的信号从噪声中分离出来；同时仪表放大器电路能够分辨的输入信号越小越好，动...