弱信號(hào)放大電路的仿真測(cè)試

4 采用Multisim 8軟件進(jìn)行仿真

4.1 Multisim 8軟件介紹

Multisim 8軟件由加拿大Interactive Image Technology公司推出的電子電路仿真軟件EWB（ Electronics WorkBench）發(fā)展而來，它繼承了EWB直觀的電路仿真與設(shè)計(jì)界面，并發(fā)展了EWB的器件庫和虛擬儀表庫。Multisim 8是Multisim 7的升級(jí)版本，其人性化的界面、龐大的器件儀表庫和完善的分析方法能勝任電路設(shè)計(jì)與仿真的絕大部分場(chǎng)合，可以方便地對(duì)模擬、數(shù)字或混合電路進(jìn)行仿真，且大多數(shù)采用實(shí)際模型，確保了仿真和設(shè)計(jì)結(jié)果的真實(shí)性和實(shí)用性。由于本設(shè)計(jì)是放大μV級(jí)電壓信號(hào)，而如此微弱的電信號(hào)放大及處理是很困難的，如運(yùn)算放大器的零漂、噪聲、外界干擾、信道的傳輸?shù)龋紝?yán)重地影響著信號(hào)的保真與提取。因此雖然成功搭建了實(shí)際硬件電路，但還可能存在著干擾和噪音，故運(yùn)用Multisim 8軟件對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行性能仿真分析。

4.2 創(chuàng)建仿真電路原理圖

根據(jù)圖1所設(shè)計(jì)的電路原理圖進(jìn)行仿真電路圖的創(chuàng)建，得到如圖2所示的仿真電路圖。

圖2仿真電路數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)置為了模擬傳感器送來的微弱信號(hào)，設(shè)置輸入信號(hào)的頻率為20Hz，幅度為10uV.如圖3所示。

圖3信號(hào)發(fā)生器設(shè)置4.4輸出信號(hào)的波形10uV交流信號(hào)經(jīng)過圖2放大電路放大，可得到30mV的電壓交流信號(hào)，如雙通道示波器所示。

圖4雙通道示波器4.5電路幅頻特性測(cè)試本文設(shè)計(jì)的放大電路主要是放大低頻微弱信號(hào)，對(duì)高頻也有一定的抑制，雙擊XBP1波特圖示儀的圖標(biāo)，設(shè)置合理的參數(shù)，顯示出電路的幅頻特性曲線，如圖5所示，在圖中曲線的中間水平線中可以清楚得到電路的增益為69.589dB，用鼠標(biāo)拖動(dòng)讀數(shù)軸可得上限頻率fH =294.963Hz，下限頻率fL=0，頻帶寬度B= fH - fL =294.963Hz4.6電路失真度測(cè)試雙擊XDA1的失真度測(cè)量儀圖標(biāo)，出現(xiàn)如圖6所示界面，調(diào)整好參數(shù)，可得到電路的失真度為零，信噪比是100dB，所以本電路信噪比高，噪音小。

圖 5頻帶寬度測(cè)試

圖6 失真度測(cè)試

5 結(jié)束語

由于采用的斬波穩(wěn)零運(yùn)放ICL7650有極低的失調(diào)電壓和漂移，使得電路有良好的性能，經(jīng)仿真，各參數(shù)基本上都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。此放大電路結(jié)構(gòu)簡單，效果良好，對(duì)微弱的直流、低頻信號(hào)的前置放大具有一定的使用價(jià)值。