运算放大器的电路仿真设计

运算放大器的电路仿真设计一、电路课程设计目的○1深入理解运算放大器电路模型，了解典型运算放大器的功能，并仿真实现它的功能；○2掌握理想运算放大器的特点及分析方法（主要运用节点电压法分析）；○3熟悉掌握Multisim软件。二、实验原理说明（1）运算放大器是一种体积很小的集成电路元件，它包括输入端和输出端。它的类型包括：反向比例放大器、加法器、积分器、微分器、电压跟随器、电源变换器等。（2）（3）理想运放的特点：根据理想运放的特点RIN→∞,R0→0，A→∞,可以得到两条原则：（a）“虚断”：由于理想运放RIN→∞,则ia≈0,ib≈0，故输入端口的电流约为零，可近似视为断路，称为“虚断”。（b）“虚短”：由于理想运放A→∞，Uo=为有限量，则UB-UA=UA0≈0，即两输入端间电压约为零，可近似视为短路，称为“虚短”。已知下图，求输出电压U0。理论分析：由题意可得：(列节点方程)(11)U1U82A20(11)U1U042B20UAUB解得：UA=UB=32/3mVU0=16mV三、电路设计内容与步骤如上图所示设计仿真电路。仿真电路图：DC10MOhm根据电压表的读数，U0=16mV，UA=UB=0.011mV与理论结果相同。但在试验中，要注意把电压调成毫伏级别，否则结果误差会很大，致结果没有任何意义。如图所示，电压单位为伏时的仿真结果：四、实验注意事项1）注意仿真中的运算放大器一般是上正下负，而我们常见的运放是上负下正，在仿真过程中要注意。2）由于运算放大器的工作范围是有限的，因此，在仿真时要把Ua和Ub的范围在毫伏或者更小的单位内，使运放在其线性范围内工作，这样结果才会更准确。五、电路课程设计总结通过本次试验，我验证了理想运算放大器在线性工作区内“虚短虚断”的性质，学会了用模拟软件对含理想运算放大器电路的分析，加深了对含理想运算放大器电路的理解。在模拟中，我曾多次出错，得不到理想的结果，原因有：接线时没注意到理想放大器的正负极，电压源过大，超出理想放大器线性工作范围，问过老师后，我对自己的电路进行修改，得到理想的结果。