基准电压源及放大电路设计

基本电压源及放大电路设计Page2基本电压源及放大电路设计指导老师：杨新艳小组成员：顾少燃、翟旭东温振、王谱豪、王佳伟Page3方案3分析2目标1仿真4基本电压源及放大电路设计5优化Page4基本电压源及放大电路设计目标1设计一个基准电压的产生和放大电路1.采用基准电压源产生一个5v的稳定电压2.了解放大电路的基本原理并设计一个放大电路（倍程不限）Page5基本电压源及放大电路设计分析2如何产生基准电压？理想基准电压源不随负载、温度、时间的变化而改变，可以考虑利用二极管的导通压降固定这一特性；或者利用MC1403芯片。如何设计放大电路考虑到基准电压源的输出为直流信号，可以考虑使用集成运放进行放大。Page6基本电压源及放大电路设计方案3Page7基本电压源及放大电路设计1.电阻分压2.普通正向二极管3.齐纳二极管（稳压二极管）4.温度补偿性齐纳二极管5.带隙基准源（采用CMOS，TTL等技术实现）基准电压集成运放LM358放大电路基本电压源及放大电路设计方案分析方案一：电阻分压根据安培定律U=IR，可以获得所需基准电压。但这种方法获得的基准电压的稳定性取决于电源的稳定性方案二：普通正向二极管不依赖于电源电压的恒定基准电压，但其电压的稳定性并不高，且温度系数是负的，约为-2mV/℃，基准电压低。基本电压源及放大电路设计方案分析方案三：齐纳二极管（稳压管）电压低于5~6V的稳压管，齐纳击穿为主，稳压值的温度系数为负；电压高于5~6V的稳压管，雪崩击穿为主，稳压值的温度系数为正。但同一型号管子其击穿电压的离散性很大，稳定性不够高。方案四：温度补偿齐纳二极管串联反接两个稳压二极管可以起到温度补偿的作用。从而减小温度系数对稳压值的影响。但是其基准电压比较大、噪声系数大，不适合做基准电压源。基本电压源及放大电路设计方案分析方案五：带隙基准源（采用CMOS，TTL等技术实现）Bandgapvoltagereference，常常有人简单地称它为Bandgap。是利用一个与温度成正比的电压与二极管压降之和，二者温度系数相互抵消，实现与温度无关的电压基准。因为其基准电压与硅的带隙电压差不多，因而称为带隙基准。实际上利用的不是带隙电压。现在有些Bandgap结构输出电压与带隙电压也不一致。优点：产生基准的目的是建立一个与电源和工艺无关，具有确定温度特性的直流电压基本电压源及放大电路设计MC1403基本电压源及放大电路设计MC1403根据虚短虚断，可知即所以当时基本电压源及放大电路设计最佳方案。(2)再利用LM358AD对2.5V电压进行同向放大，放大两倍后就得到5.0V电压。(1)先用MC1403U基准电压源产生2.5V稳压Page14基本电压源及放大电路设计仿真4基本电压源及放大电路设计仿真——模块基本电压源及放大电路设计仿真——整体基本电压源及放大电路设计仿真——指标测试序号输入电压/V输出电压/V12.5003.43924.5005.000310.0005.000420.0005.001530.0005.002640.0005.003780.0005.007结论：当输入电压在4.5V~45V内时，输出电压稳定在5V左右，误差极小，整个系统符合设计要求。Page18基本电压源及放大电路设计优化5Page19基本电压源及放大电路设计系统优化问题：实际情况中，输入信号中必然混有交流信号。这会对系统的稳定性产生影响。优化方案：加入电容通交阻直，以及电感通直阻交的特性，对系统进行优化。Page20基本电压源及放大电路设计系统优化利用函数发生器，产生频率f=50kHz，Vp=5V的噪声,则输入信号如图所示。Page21基本电压源及放大电路设计优化前可以看出，输出信号中存在交流成分。Page22基本电压源及放大电路设计优化后在系统中加入电容C=100uF，电感L=100mLPage23基本电压源及放大电路设计优化后输出信号中的交流成分完全被抑制。