利用Matlab分析运算放大器电路

目录

摘要...............................................................1 1题目来源.............................................................................................................. .......2 2研究意义.....................................................................................................................2 3系统分析.....................................................................................................................3

3.1任务及要求...................................................................................................... 3 3.2分析与计算...................................................................................................... 3

3.2.1电路频率响应分析............................................................................... 3 3.2.2自激分析............................................................................................... 4

4编程和仿真................................................................................................................. 5 5仿真结果与分析................................................................................................... 6、7 6小结............................................................................................................................. 8 7心得体会..................................................................................................................... 9 参考文献...................................................................................................................... 10 附录.............................................................................................................................. 11

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1题目来源

matlab是一种科学计算软件，在数学类科技应用软件中在数值计算方面首 屈一指。它可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连 接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、 图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。而且 的应用范围非常广，包括 信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众 多应用领域。由于它使用方便，输入简捷，运算高效，内容丰富等特点，并且很 容易由用户自行扩展，因此，matlab现已成为国外发达国家大学教学和科学研 究中必不可少的工具。

结合我们所学的模拟电子技术，对其中的集成电路运算放大器求解电压增益和频率响应都不是一件容易的事情。但是运用matlab函数对其处理求解便变得容易，而且形象直观。让我们对电路的增益、频率响 应以及自激现象的模拟更为简便。

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2研究意义

集成电路运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路。不管用什么方法求解电压增益和频率响应都是一个棘手的事，尤其对自激现象的调整更为困难。但是，有了MATLAB 强大的工具，使运算放大电路的相关问题处理中变得相当直观、容易了。

本文用拉氏变换法通过 matlab 的编程和函数调用求出电路的增益、频率响 应和自激现象的模拟，通过响应曲线的比较，可方便的实现运算放大器的输出参 数的调试。对运算放大电路的求解，采用拉普拉斯变换的方法，利用matlab 提 供的poly、ployval、gtext 语句及semilogx 函数对运算放大器进行处理，绘出相应曲线。

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3系统分析

3.1任务及要求

利用Matlab工具分析运算放大器开环增益和频率响应对整个电路闭环频率响应的影响，绘出闭环频率响应图，通过试验分析运算放大器的自激现象。运算放大器等效电路如图2-1。

Z2 Z1 Ui · U1 — Uo U2 · + + A(U1－U2) － 图2-1 运算放大器等效电路

3.2分析与计算 3.2.1电路频率响应分析

设运算放大器的开环增益为A,它是频率的函数,则在图示的连接方法下,闭环输出与输入电压之比为：

H?UOZ2Z1?-

Ui1?（1?Z2Z1）A4