哈工大模电大作业集成运放

哈尔滨工业大学模电大作业

Harbin Institute of Technology

模电课程大作业一

设计题目： 集成运算放大器设计 院 系： 航天学院 班 级： XXX 设 计 者： XXX 学 号： XXXX 设计时间： 2014.05.26

哈尔滨工业大学

2014年 哈尔滨工业大学模电大作业

题目：用集成运算放大器实现下列运算关系

uo?2ui1?3ui2?5?ui3dt要求所用的运放不多于三个，元件要取标称值，取值范围为 1k??R?1M?,0.1?F?C?10?F画出电路图，并用Multisim进行仿真验证。

分析：由 uo?2ui1?3ui2?5ui3dt知，2ui1?3ui2可以通过反相求和运算电路实现得到输出电

?? 3压 ? (2 u i1 u i 2 ) ，而?5ui3dt可以通过积分电路实现，最后用减法运算电路将两者求差得到

?u i1 ?2 ? u o ? 2 3 u i 5 u i3 dt 。

设计方案：

?1.反相求和运算电路

因为

Au1?R3?2R1Au2?R3?3R2? 30k ?R15k令 R 3 , 则 1 ? ? , R 2 ? 10 k ? 为了保证运放两端的对称，则R4?R1//R2//R3?5k?

但电阻的标称值没有5k所以R4取标称值5.1k。

所以设计的反相求和运算电路如下图。

哈尔滨工业大学模电大作业

对于ui1,ui2，则用波形发生器输入方波。设置ui1的幅值为1V，频率为1kHz，占空比为50%的方

波，ui2的幅值为2V，频率为1kHz，占空比为50%的方波。对两波形发生器的设置如下图。

用示波器同时显示两个输入端和输出端的波形。得到仿真结果如下图。

Channel_A和Channel_B分别为两个输入端，Channel_C为输出端。根据计算输出端电压

uo1??(2ui1?3ui2)?7V与仿真结果一致。

哈尔滨工业大学模电大作业

2.积分运算电路。

根据题意uo2??5ui3dt，故时间常数??R6C?0.2。令C= 1?F，则R6=200k?。开始时并

?没有设计并联R11，输出的波形漂移不定，经过一段时间饱和，这主要是输入失调误差引起的，因而在电容两端并上R11，可以滤除输入信号里的直流部分，对漂移加以抑制。另外为了保证运放电路的对称性设计了电阻R7=R6//R11?100k?。

所以设计的积分运算电路如下图所示。

输入端ui3电压为幅值为10V，频率为1kHz，占空比为50%的方波。则波形发生器的设置如下图

所示。

哈尔滨工业大学模电大作业

用示波器测试输入、输出波形。仿真结果如下图所示。

3.减法运算电路

由题意uo?2ui1?3ui2?5ui3dt，即uo?uo2?uo1。所以

?R9R?1，9?1，同时为了运放电路的对R5R8称考虑设计了电阻R10?R8。所以R10?R8?R5?R6?10k?。

综上为实现uo?2ui1?3ui2?5ui3dt而设计的电路如如下图所示。

?