利用Matlab放大器电路的分析和操作.doc
目录摘要.11题目来源.2研究意义.23系统分析.33.1任务及要求33.2分析与计算33.2.电路频率响应分析333.2.2自激分析44编程和模拟55模拟结果及分析6、76总结87经验9参考文献10附录1101题来源matlab科学计算软件，在数学科技应用软件中，数值计算是第一个 屈一指。它可以操作矩阵，绘制函数和数据，实现算法，创建用户界面 主要用于工程计算、控制设计、信号处理与通信等编程语言， 在图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。而且 包括 信号与图像处理、通信、控制系统设计、测试与测量、财务建模与分析、计算生物学等 多应用领域。而且 包括 信号与图像处理、通信、控制系统设计、测试与测量、财务建模与分析、计算生物学等 多应用领域。它具有使用方便、输入简单、操作效率高、内容丰富等特点 因此，用户很容易自行扩展，matlab现已成为国外发达国家的大学教学和科研 必不可少的工具。 结合我们学到的模拟电子技术，集成电路操作放大器不容易解决电压增益和频率响应。但是运用matlab函数易于求解，形象直观。让我们对电路和频率的增益和响应 模拟自激现象应该更简单。 集成电路操作放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路。无论如何解决电压增益和频率响应都是一件棘手的事情，尤其是调整自激现象。但是，有了MATLAB 强大的工具使操作放大电路的相关问题变得相当直观和容易处理。本文采用拉氏变换法 matlab 编程和函数调用以获得电路的增益和频率响应 通过对比响应曲线，可以轻松实现操作放大器的输出参数 数的调试。拉普拉斯变换法用于操作放大电路的求解matlab 提 供的poly、ployval、gtext 语句及semilogx 处理操作放大器的函数，绘制相应的曲线。3系统分析3.1任务及要求 利用Matlab工具分析操作放大器开环增益和频率响应对整个电路闭环频率响应的影响，绘制闭环频率响应图，分析操作放大器的自激现象。如图2-1所示，操作放大器等效电路。 Z2Z1U1U2UiUoAU1U2图2-1 操作放大器等效电路 3.2分析与计算3.2.1电路频率响应分析设计放大器的开环增益为A,它是一个频率函数，闭环输出与输入电压之比为图中显示的连接方法 若增益A很大，上分母可近似等于1，然后根据题意获得理想的闭环传递函数，要考虑A A 对H 计算的影响将非常复杂MATLAB这个问题很容易快速解决，但具体数据必须给出。通常，操作放大器的开环传递函数包括三个实极点，即直流增益。通常,运算放大器的开环传递函数中包括3个实极点,即其中为直流增益。3.2.2当自激分析自激现象输入信号为零时，输出具有一定振幅和频率的信号，称电路产生自激振荡。负反馈放大电路自激振荡的频率为低频或高频。在低频段或高频段，如果有频率，当 对于信号，净输入量是输入量和反馈量的总和。在电扰动下，如果合闸通电，必须包含频率信号 的信号，产生正反馈过程。输出量逐渐增加，直到达到动态平衡，电路产生自激振荡。4编程和仿真 考虑到运算放大器的性质可由图形清楚地表示出来，可试用图形来表示结果。若产生自激现象，将在图像上清晰地反映出来，从整体上把握操作放大器的性质。现用Matlab分析运算放大器电路的开环增益和频率响应对整个电路闭环频率响应的影响。由于用Matlab具体数据必须在模拟时给出。现设，；并设，取三个值，求其画曲线。程序如下Z12000; Z220,100,500*1000; 设置元件参数A02e6;w11000;w23e6;w35e7;wlogspace2,8; 设置频率数组bA0*w1*w2*w3;apoly-w1,-w2,-w3; 列出运算放大器分子分母系数的向量Apolyvalb,j*w./polyvala,j*w; 放大器的开放频率响应for i13Z12iZ2i/Z1;Hi,-Z12i./11Z12i./A; 放大器闭环响应semilogxw,absHi,,hold on 画频率-增益曲线endvaxis;axisv; 保持w坐标semilogxw,absAhold offgtextZ220kgtextZ2100kgtextZ2500kgtext开环增益gtext角频率gtext增益absH图4-1得到模拟结果和分析操作程序。图4-1从图3-1可以看出，低频区较宽的频带运输增益平稳；高频区出现谐振峰，容易引起操作放大器的自激。图4-1从图3-1中可以看出，低频区域较宽的频带增益平稳；高频区域出现谐振峰，容易引起操作放大器的自我激励。可采用以下方法来消除或增加 和，而且由操作放大器本身的性能决定，因此，在选择放大器时，通常只能通过添加消振电容来减少。在试图改变值并修改程序后，可以得到以下结果 响应曲线如图3-2所示。 响应曲线如图3-3所示。从上图4-2图4-3可以看出，可以看出，自我激励的概率和范围越来越小；同时，开环增益的变化规律也可以从响应曲线中得到。总之，操作放大器的自激现象越大，越容易引起。通过减激可以通过减少、增加或增加来实现。当选择放大器时，通过添加消振电容来减少。6小结 运用matlab或simulink要解决问题，首先要建立模型，然后才能将模型输入软件进行模拟，得到结果。因此，建立正确的模型是非常重要的。例如，在澄清问题的含义后，需要利用相关的理论知识建立数学模型，然后将数学模型转换为可以输入软件的程序，即编程。因此，编程也需要在建立数学模型的基础上完成。在输入过程中，要耐心自学，避免检查错误更麻烦。最后，对模拟结果的分析是，需要结合理论知识进行比较和补充，使结果更具说服力。经过这次基础强化训练，我们组共有四人，共同探讨研究Matlab分析运算放大器电路。操作放大器是电子电路中常用的重要组成部分，在许多电路中起着重要作用。因此，有必要分析其工作现象。当我们第一次看到这个问题时，我们认为它很容易完成任务，但事实并非如此。首先，我们对操作放大器的基本知识并不像预期的那么熟悉。也许我们在学习的时候没有完全掌握它；两者Matlab虽然我们经常听说这个功能强大的软件，但我们实际上很少学习和使用它，所以我们在第一次使用它时似乎缺钱。这次基础训练让我意识到学好老师平时教的每一件事都很重要。我不应该在学习上敷衍，只是在欺骗自己。所以以后一定要认真听讲，重视老师讲的知识，认真对待自己的学习，为以后打下坚实的基础。此外，学习软件也是一个非常困难的过程，需要学习和操作，所以你只能整天呆在电脑前，尽力学习软件。最难的是写程序。对于一个陌生的软件和它独特的语言来说，这是一个很大的障碍。但最终，经过不断的探索和借鉴，本次训练所需的程序部分基本完成，结果相当令人欣慰。简而言之，这是一种深远的基础强化训练。通过这次训练，我意识到自己的缺点和不足，学习了一个非常强大实用的软件，非常令人兴奋。虽然在这个过程中遇到了各种困难，但这是生活的一部分。克服困难，克服逆境，之后是一种愉悦。参考文献1 2001年北京高等教育出版社康华光，电子技术基础模拟部分. 2 薛定宇，科学运算语言MATLAB5.北京清华大学出版社，20000. 三张志涌，精通MatlabR2011a20114年北京航空航天大学出版社 北京高等教育出版社邱关源、电路、2000.5Bruce Carter Ron Mancini,Op Amps For Everyone,Elsevier Singapore Pte Ltd,2010.附录Z12000; Z220,100,500*1000; 设置元件参数A02e6;w11000;w23e6;w35e7;wlogspace2,8; 设置频率数组bA0*w1*w2*w3;apoly-w1,-w2,-w3; 列出运算放大器分子分母系数的向量Apolyvalb,j*w./polyvala,j*w; 放大器的开放频率响应for i13Z12iZ2i/Z1;Hi,-Z12i./11Z12i./A; 放大器闭环响应semilogxw,absHi,,hold on 画频率-增益曲线endvaxis;axisv; 保持w坐标semilogxw,absAhold offgtextZ220kgtextZ2100kgtextZ2500kgtext开环增益gtext角频率gtext增益absH11