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基于基于Multisim 8的弱信号放大电路的仿真测试的弱信号放大电路的仿真测试
本文介绍了ICL7650斩波集成运放的性能,并采用该器件设计了一个弱信号的前置放大电路,通过multisim 8软
件进行仿真和测试,其增益、幅频特性、信噪比等性能指标都能达到设计的要求。该电路结构简单,对直流、
低频微弱电信号放大具有一定的参考使用价值。
1引言
运算放大器(op-amp)简称运放,因最初主要用于模拟量的数学运算而得名。它是一个高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的
直接耦合多级放大电路,也是最基本、最具代表性、应用最广泛的一种模拟集成电路。在工业自动化控制、过程控制中,运放
常被用于放大来自传感器的低电平信号,这就要求用作前置放大器的集成运放具有高的输入阻抗,低的输出阻抗,低失调电压
和温度漂移以及精密的反馈特性和高的共模抑制比能力,否则造成的漂移问题将使系统无法正常工作,ICL7650正是为适应上
述要求而研制成功的。
介绍了ICL7650斩波集成运放的性能,并采用该器件设计了一个弱信号的前置放大电路,通过multisim 8软件进行仿真和测
试,其增益、幅频特性、信噪比等性能指标都能达到设计的要求。该电路结构简单,对直流、低频微弱电信号放大具有一定的
参考使用价值。
2 ICL7650性能介绍
斩波器稳定型运算放大器ICL7650芯片是Intersil公司的第四代运算放大器,性能极为优越稳定,因而在精密仪表、微弱信号的
检测及过程控制系统中作为前置放大器应用很广。
ICL7650主要有如下几个特点:1)极低的输入失调电压:整个工作温度范围(约100℃)内只有±1μV ;输入偏置电流低:15pA (典
型值) ;2)失调电压的温漂和长时间漂移极低:分别为0.01 t, v/℃和100 nV /Month;3)极高的开环增益,CMRR ,PSRR均
≥130 dB ;较高的转换速率:SR = 0. 5 V/μs ;4)单位增益带宽BWG=2 MHz,并具有内部补偿,相位裕度≥80;5)内部有箝位电
路,能减少过载时的恢复时间;在输入端、输出端只有极微小的斩波尖峰泄漏。
3 用ICL7650设计弱信号的前置放大电路
根据上述分析,结合仪用放大器的原理,实际电路设计如图1所示:
图1放大电路原理图R0为ICL 7650输入限流保护电阻。在ICL7650的外围电路中,电源电压输入端和地之间接入一个
0.1μF(104)的电容,用来滤除电源带来的干扰。采样电容C2、C3在动态校零中起关键作用,直接影响到运放自动稳零的精
度,故选用高阻抗、瓷介质、聚本乙烯材料的优质电容,其值可取0.1μF.R3与C6组成滤波网络,用来滤去ICL7650模拟开关
换向所带来的斩波尖峰噪声,减小输出电压中的过冲。
该电路第一级是两个对称的ICL7650集成运放,有很高的输入阻抗和共模抑制比,而且变双端输入为单端输出。由于整个电路
的失调电压及漂移与第一级有密切关系,因此A1、A2选用了具有超低失调电压和超低漂移的ICL7650集成运放。ICL7650作为
高精度、低漂移放大器,其输入一般只有几百微伏甚至几十微伏电压就能正常工作。
4采用Multisim8软件进行仿真
4.1Multisim8软件介绍
Multisim8软件由加拿大Interactive Image Technology公司推出的电子电路仿真软件EWB( Electronics WorkBench)发展而来,
它继承了EWB直观的电路仿真与设计界面,并发展了EWB的器件库和虚拟仪表库。Multisim 8是Multisim 7的升级版本,其人
性化的界面、庞大的器件仪表库和完善的分析方法能胜任电路设计与仿真的绝大部分场合,可以方便地对模拟、数字或混合电
路进行仿真,且大多数采用实际模型,确保了仿真和设计结果的真实性和实用性。由于本设计是放大μV级电压信号,而如此



















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