文档介绍：二、设计要求
任务
设计并制作一个测量放大器及所用的直流稳压电源。。
输入信号V1取自桥式测量电路的输出。当R1=R2=R3=R4时,V1=0。R2改变时,产生V1≠0的电压信号。测量电路与放大器之间有1m长的连接线。要求
1.  基本要求
(1)   测量放大器
a、  差模电压放大倍数  AVD=1~500,可手动调节;
b、  最大输出电压为±10V,非线性误差< % ;
c、  在输入共模电压+~-,共模抑制比 KCMR >105 ;
d、  在AVD=500时,输出端噪声电压的峰-峰值小于1V;
e、  通频带0~10Hz ;
f、直流电压放大器的差模输入电阻≥2MW(可不测试,由电路设计予以保证)。
(2)   电源
设计并制作上述放大器所用的直流稳压电源。由单相220V交流电压供电。交流电压变化范围为+10%~-15%。
(3)  设计并制作一个信号变换放大器,参见图2。将函数发生器单端输出的正弦电压信号不失真地转换为双端输出信号,用作测量直流电压放大器频率特性的输入信号。
二、方案论证与比较
放大器部分
方案一、低噪声前置放大电路设计本电路结构简单,输入阻抗高,放大倍数可调;但是共模抑制比较小,实测只有104,共模抑制能力太差。
其电路图如图所示
方案二、同相并联式高阻抗测量放大器
同相并联式高阻抗测量放大器电路具有输入阻抗高、增益调节方便、漂移互相补偿、双端变单端以及输出不包括共模信号等优点。
同相并联式高阻抗测量放大器电路图如图所示。。
对比两个方案,方案二比方案一的抑制共模能力强,故采取方案二.
不难证明,方案二电路的理想闭环增益和共模抑制比分别为
Ac=R3/R2(1+2R1/Rw)
CMRR=(Ac12*CMRR3*CMRR12)/( Ac12*CMRR3+ CMRR12)
若 CMRR12>>Ac12*CMRR3
则有 CMRR=AC12*CMRR3
其中Ac12和CMRR12为A1和A2组成的前置级的理想闭环增益和共模抑制比,CMRR2为A3组成的输出级的共模抑制比。

本方案的直流稳压电源采用通常的桥式全波整流、但电容滤波、三端固定输出的集成稳压器件。输出电路由+15V稳压共给,从而大大提高了电压调整率和负载调整率等指标。所示的集成稳压器根据功耗均安装有充分裕量的散热片。
电路图如图所示,
4、信号变换放大器设计
设计要求将函数发生器单端输出的正弦电压信号不失真的转换为双端输出信号,用作测量直流电压放大器频率特性的输入信号。为了史信号不失真,就需保证电路的对称性。
设计采用单端输入、双端输出的差动放大级进行信号的变换电路中使用OP07运算放大器,同相放大器结成射级跟随器,前端输入进行分压,从而使Vo+=1/2Vin,反相放大器的Av=-R6/R2=-,使得Vo-=-,从而实现不失真变换。,电路图如图所示
3、原理分析和说明
测量放大器基本原理
在工业自动控制等领域中,常需要对远离运放的多路信号进行测量,由于