Multisim仿真---三运放仪表放大器

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在Multisim中依次放置所需要的元器件并连线即可完成电路的搭建。

关于信号的输入要注意不能用普通的信号发生器，因为这种信号发生器的信号有一段是接地的，如果接入电路，相当于将仪表放大器的一端直接接地。在此我们最好选用交流信号源，我这里用的是0.3Vrms，3KHz的交流信号源作为仪表放大器的信号输入，然后用示波器观察输入输出之间的关系。

关于输入输出的关系，按照上面的电路图，在此做如下推导，假设U1的正输入端电压为V1，输出为V3，U3的正输入端电压为V2，输出为V4，推导过程如下：

根据运放虚段和虚断的特性，有下面两式成立：

VR7 = V1 – V2   ， VR7/R7 = （V3 – V4）/ （R2 + R7 + R3）

所以 V3 – V4 = （1 + （R2 + R3）/ R7）（V1 – V2）

后面的U2可看作一个求差电路，这里令R6/R1 = R5/R4

易求得 V0 = -R5/R4（V3 – V4）= -R5/R4（1 + （R2 + R3）/ R7）（V1 – V2）

所以电路的增益为Au = V0 /（V1 – V2）= -R5/R4（1 + （R2 + R3）/ R7）

在实际应用中，常将R7作为滑动变阻器，其它电阻为定值电阻，调节R7的值即可调节电路的增益。

按照本电路中电阻的取值，可计算出本电路的增益应该为3。

从波形图中可以看出V1和V2相位相差180度，故V1- V2的值应该为2* V1，这里根据示波器测得的峰峰值计算，Av=VO/( V1- V2)=2540/(2*422)=3.0095，符合理论计算的值。为了排除偶然性，又多测了几组数据来对比理论和实际的差距，结果都在预期以内，说明本次设计是成功的。

 

在Multisim中用三片opa227p运放搭建的仪表放大器仿真电路如下图所示：

将输入输出波形放大如下图：