基于軟件仿真驗證的運放電路設(shè)計方法

1、    基于軟件仿真驗證的運放電路設(shè)計方法0引言集成運算放大器廣泛應(yīng)用于電子電路的設(shè)計中，可以進行信號的放大、運算(加、減、乘、除、對數(shù)、反對數(shù)、平方、開方等)、處理(調(diào)制)以及波形的產(chǎn)生和變換。積分器和濾波器就是運放器件輔以外圍電路后的兩種典型應(yīng)用電路。當外圍電路較為復雜時，輸入/輸出關(guān)系的表征就會變得較為繁瑣和困難。Proteus軟件具有模擬電路、數(shù)字電路和單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計和仿真功能，是目前能夠?qū)ξ⑻幚砥鬟M行較好仿真的軟件，真正實現(xiàn)了從概念到0 引言集成運算放大器廣泛應(yīng)用于電子電路的設(shè)計中，可以進行信號的放大、運算(加、減、乘、除、對數(shù)、反對數(shù)、

2、平方、開方等)、處理(調(diào)制)以及波形的產(chǎn)生和變換。積分器和濾波器就是運放器件輔以外圍電路后的兩種典型應(yīng)用電路。當外圍電路較為復雜時，輸入/輸出關(guān)系的表征就會變得較為繁瑣和困難。Proteus 軟件具有模擬電路、數(shù)字電路和單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計和仿真功能，是目前能夠?qū)ξ⑻幚砥鬟M行較好仿真的軟件，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的設(shè)計。本文探討了使用仿真軟件設(shè)計電路的可行性，并給出了典型的電壓反饋取樣電路設(shè)計方法。1 積分器和濾波器工作原理1.1 積分器工作原理積分器的基本電路和實際應(yīng)用電路如圖1(a)，(b)所示。積分器的基本電路輸入/輸出電壓關(guān)系如下： 在實際應(yīng)用中，積分器的反饋電容C與電阻RF

3、并聯(lián)，其輸入/輸出電壓關(guān)系如下： 當輸入的工頻信號幅值為5 V時，RF和R1的固定比值分別取為20 k和10 k。采用Proteus仿真軟件對電容取值不同的輸入/輸出進行了仿真驗證，結(jié)果如表1和圖2所示。 可見，當輸入頻率大于f0時，電路為積分器;當輸入頻率小于f0時，電路為反相器。低頻電壓增益為： 1.2 濾波器快速設(shè)計無限增益多路反饋二階低通濾波器電路如圖3所示。設(shè)計步驟如下：(1)根據(jù)截止頻率，從表2中選定一個電容C的標稱值，使其滿足下式：  (2)從表3查出與AV對應(yīng)的電容值及K=1時的電阻值，將電阻值乘以K后，得到電阻的設(shè)計值。濾波器的基本性能參數(shù)為Q=0.707，AV=-R2/R1。 2 電壓反饋取樣電路設(shè)計2.1 濾波器移相補償濾波器是改善電能質(zhì)量的有效措施，但相移計算起來較為繁瑣，如式(5)所示： 為了克服不足，通過軟件仿真可快速得出相移大小，在需要同步的電