2022年多极低频阻容耦合放大器 .pdf

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1、安 康 学 院电子技术课程设计报告书课题名称：多极低频阻容耦合放大器姓名：学号：院系：专业：指导教师：时间：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 17 页 -课程设计项目成绩评定表电子与信息工程系2012 年 6 月设计项目成绩评定表一、设计任务及要求：1、设计任务：1、设计多级阻容耦合放大电路2、要求：1、输入正弦信号有效值Ui=10mV，信号源内阻为 50 ，工作频率 f=30Hz30KHz；2、输出电压有效值Uo1V；3、输出电阻 Ro10；4、输入电阻 Ri 20K；5、温度变化时，开环?Au/Au=10%；闭环?Auf/Auf 1%。指导教师签名：年月日二、指

2、导教师评语：指导教师签名：年月日三、成绩评定：指导教师签名：年月日四、系部意见：系部盖章：年月日名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 17 页 -课程设计报告书目录电子与信息工程系2012 年 6 月设计报告书目录一、设计目的.1二、设计思路 .12.1 选择反馈方式 .22.2 选择级数 .22.3 确定电路 .3三、设计过程.33.1 功能放大模块 .33.2 反馈环节 .43.3 滤波模块 .4四 多级放大电路的设计.44.1 估算电压放大倍数并确定电路的形式.44.2 三极管的选择 .54.3 输入级的计算 .54.4 输出级的计算 .74.5 第二级的计算 .

3、84.6 第三级的计算 .94.7 各级电压放大倍数的确定.9五 调试与结果.105.1 分析电路 .105.2 核算技术指标 .105.3 仿真波形图.12六 主要元器件与设备.12七 课程设计体会与建议.127.1 设计体会 .137.2 设计建议 .13八 参考文献.13名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 17 页 -多级低频阻容耦合放大器1 电子与信息工程系2012 年 6 月一、设计目的1、熟悉集成电路的引脚安排。2、掌握芯片的逻辑功能及使用方法。3、了解面包板结构及其接线方法。4、了解数字抢答器的组成及工作原理。5、熟悉多级低频阻容耦合放大器的设计与制作。

4、二、设计思路图 1 设计方框图图中 X表示电压或电流信号；箭头表示信号传输的方向；符号表示输入求和，+、表示输入信号与反馈信号是相减关系（负反馈），即放大电路的净输入信号为基本放大电路的增益（开环增益）为反馈系数为基本放 大电路A 反馈网络F+输出信号净输入信号输入信号反馈信号ixfx+-ox名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 17 页 -多级低频阻容耦合放大器2 电子与信息工程系2012 年 6 月负反馈放大电路的增益（闭环增益）为2.1 选择反馈方式根据负载的要求及信号情况来选择反馈方式在负载变化的情况下 要求放大电路以稳压输出用电压负反馈：在负载变化的情况下，要

5、求放大电路恒流输出时，就要采用电流负反馈。至于输入端采用串联还是并联方式，主要根据对放大电路输出电阻而定。当要求放大电路具有高的输入电阻是，宜采用串联反馈：当要求放大电路具有底的输入电阻是，宜采用并联反馈。如仅仅为了提高输入电阻，降低输出电阻时，宜采用射极输出器。反馈深度主要根据放大电路的用途及指标要求而定。放大管的选择：如果放大电路的极数多，而输入信号很弱（微伏级），必须考虑输入几件放大管的噪音所产生的影响，为此前置放大级应选用底噪声的管子。当要求放大电路的频带很宽时，应选用截止频率较高的管子。从集电级损耗的角度出发，由于前几级放大的输入较小，可选用 pcm小的管子，其静态工作点要选得底一些

6、（IE小），这样可减小噪声；但对输出级而言，因其输出电压和输出电流都较大，故pcm大的管子。2.2 选择级数放大电路级数可根据无反馈时的放大倍数而定，而此放大倍数又要根据所要求的闭环放大倍数和反馈深度而定，因此设计时首先要根据技术指标确定出它的闭环放大倍数 Af及反馈深度 1+AF，然后确定所需的Af。确定了 A的数值，放大电路的级数大致可用下列原则来确定：几十至几百倍左右采用一级或两级，几百至千倍采用两级或三级，几千倍以上采用三级或四级（射极输出极不计，因其 A约等于零一般情况下很少采用四级以上，因为这将给施加名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 17 页 -多级低频

7、阻容耦合放大器3 电子与信息工程系2012 年 6 月反馈后的补偿工作带来很大的困难，但反馈只加在两级之间也是可以的。一般情况下很少采用四级以上，因为这将给施加反馈后的补偿工作带来很大的困难，但反馈只加在两级之间也是可以的。2.3 确定电路(1)输入级。输入级采用什么电路主要取决于信号源的特点。如果信号源不允许取较大的电流。则输入级应具高的输入电阻，那么以采用射级输出器为宜。如要求有特别高的输入电阻（ri4M?），可采用场效应管，并采用自举电路或多级串联负反馈放大电路，如信号源要求放大电路具有底的输入电阻，则可采用电压并联反馈放大电路。如果无特殊要求，可选择共射放大电路。输入级的放大管的静态工

8、作点一般取IE1mA，UCE=（12）V。（2）中间级。中间级主要是积累电压级电流放大倍数，多采用共射放大 电路，而且采用大的管子。其静态工作点一般为IE=（13）mA,UCE=（15）V。（3）输出级。输出级采用什么样的电路主要决定于负载的要求。如负载电阻较大（几千欧左右），而且主要是输出电压，则可采用共射电路；反之，如负载为低阻，且在较大范围内变化时，则采用射级输出器。如果负载需要进行阻抗匹配，可用变压器输出。因输出级的输出电流都较大，其静态工作点的选择要比中间级高，具体数值要视输出电压和输出电流的大小而定。三、设计过程3.1 功能放大模块采用三个 NPN 型三级管放大名师资料总结-精品资

9、料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 17 页 -多级低频阻容耦合放大器4 电子与信息工程系2012 年 6 月3.2 反馈环节（1）、在第一级与第三级之间采用电压串联负反馈（2）、在 R1f和 R2f不加旁路电容以便引入局部负反馈以稳定每一级的放大倍数（3）、第一级采用局部电流负反馈，所需反馈深度为：1+AF=iifrr，从放大性能稳定度确定反馈深度，ufufuouoAAAAAF/1估算 A值根据指标的要求，计算电路闭环放大倍数：ioFUUA（4）、放大管的选择：因设计中前两级放大对管子无特别要求，统一采用了3DG100（要求中需用 3DG100,但仿真软件中没有此参数三极管，故选用17

10、11）3.3 滤波模块本实验没有采用特殊的滤波模块，输入端到第一级只采用了一个10uf 的电容以实现阻直流通交流滤波，第一级与第二级同样采用一个电容来滤波，即主要通过电容来达到滤波的效果。四多级放大电路的设计4.1估算电压放大倍数并确定电路的形式根据指标要求，放大电路的闭环电压增益应为0110010ufiUVAUmV由此可求得开环电压增益应为*|1|100*101000uufuAAA F因输出级采用射级输出器，其放大倍数近似为1，故需采用两级共射级放大电路才能达到放大倍数为1000，又因输入级为了满足输入电阻以及电路稳定性的要求，放大倍数也为1，故放大电路共为四级，前三级为共发射极电路，输出级

11、为射级输出器。第一级和第四级之间采用电压串联负反馈，参考电路图如下名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 17 页 -多级低频阻容耦合放大器5 电子与信息工程系2012 年 6 月图 1 电路总设计图4.2三极管的选择选择 2N2923 三极管4.3 输入级的计算名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 17 页 -多级低频阻容耦合放大器6 电子与信息工程系2012 年 6 月图 2如图 2 所示，13614.518BU10.7B E QUV11111 1111 14.5180.73.8183.8181.3132626(11)*37*7400.741.

12、30.30.741.04EQBBEQEQEQb eEQbebbb eUUUVUVImARkmVrkIrrrkkk1132/7/3.72.4oiRRRkkk12/3/(1)160/70/1.0437*32520beRiRRrRkkkkkRik满 足 要 求名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 17 页 -多级低频阻容耦合放大器7 电子与信息工程系2012 年 6 月4.4 输出级的计算图 3 见图 3，4=3644444U9.5220.79.5220.78.822BBEQEQBBEQVUVUUUV44 448.8220.126702626(13)37*76357.6350

13、.126EQEQb eEQUVImARkmVrkI4 41014400.37.6357.935(/)70/1207.935/12/704.66137bebbb eberrrkkkRRrkkkRRkk000461uFRRA4014412/(14)70/120/7.935(37*70)23iibeRRRrRkkkkk名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 17 页 -多级低频阻容耦合放大器8 电子与信息工程系2012 年 6 月44.66ooRRk0010R输 出 电 阻 有 点 问 题4.5 第二级的计算图 42B2BEQ 2EQ 2B 2BEQ 2EQ 2EQ 2173

14、6U=2.18VU=0.7 VU=U-U=2.18-0.7=1.48VU1.48VI=2m AR750 2222 222172626(12)37*4810.4820.30.480.784/18/(12)39/4.7/(0.7837*0.75)3.7b eEQbebbb eiberkIrrrkkkRRRrRkkkkk名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 17 页 -多级低频阻容耦合放大器9 电子与信息工程系2012 年 6 月4.6 第三级的计算图 5 333be2362.18=r0.78BbeUVrk并 且 第 三 级 和 第 二 级 的 电 路 结 构 完 全 相

15、同3563/39/4.7/0.780.6ibeRRRrkkkk374/6/43.55.3oiRRRkkk4.7 各级电压放大倍数的确定根据前面分析，11111136*2.4|22.7(1)3.8oubeRkArRk222221736*0.5519.8|0.7(1)0.7837*0.7528.53oubeRkArRkk名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 17 页 -多级低频阻容耦合放大器10 电子与信息工程系2012 年 6 月333336*5.3|244.60.78oubeRkArk41uA1234|3886.7uuuuuAAAAA1000uA放 大 倍 数 足 够

16、五 调试与结果5.1 分析电路(1)电路安装按图接线，经反复检查，确认没有错误后，接通直流电源电压 10V(2)开环测试将 A 点与 P点断开并与 B 点相接，使放大电路处于开环状态。将信号发生器输出信号调至 1KHZ、30mV 左右，然后接入放大电路的输入端，用示波器观察输入电压 uo波形，应为不失真的正弦波。用交流毫伏表分别测出Ui、Un、Uo1、Uo2、Uo、Uf，并记于表中。断开RL，测出 Uot，也记于表中根据测试结果，分别求出：AU1=Uo1/Ui，Au2=Uo2/Uo1，Au=Uo/Ui，Fu=Uf/Uo以及 R,Ro。(3)闭环测试将 A 点与 B 点断开并与 P 点相连，使放

17、大电路处于闭环状态。适当增大输入信号 Ui幅度，使输出电压Uo达到开环时的数值，然后分别测出Ui、Un、Uo1、Uo2、Uo、Uf，断开 RL测出 Uot，并记录在表格中。5.2 核算技术指标确定放大管的静态工作点及电路元器件，放大电路的各项技术指标是否能满足要求，尚需要最后核算。（1）核算UA：1 核算射级输出器的电压放大倍数。射级输出器的电压放大倍数可用下式求得名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 17 页 -多级低频阻容耦合放大器11 电子与信息工程系2012 年 6 月3333)1()1(LbeLURrRA且59.01.5/1/2)/(/133FFLELRRR

18、RR6806795.326)150(30026)1(300333EbeIr因此得978.03UA2 核算第二级电压放大倍数第二级放大倍数用下式求得2)2233231222122221(/)1(FbeiBBCFbeCURrrRRRRrRA式中，KrKRrrbeLbei63.1,7.3059.0)501(68.0)1(2333，因此可得.392UA3 核算第一级电压放大倍数第一级电压放大倍数用下式求得1112312122121)1(/)1(FbeiBCFbeLURrrRRRrRA式中，KrKrRRRibeFFF23.4,96.2,51/21311，因此可得7.291UA因此可以求出10001136

19、321UUUUAAAA这说明放大电路元器件的选择是合适的。（2）核算输出电阻。放大电路开环时的输出电阻为81/1)/(/333132233FBBCbeEoRRRRrRr故得1.8108110AFrrof因此可满足要求。（3）核算输入电阻。放大电路开环时的输入电阻为11/iBirRr，式中，,56.5051.0)501(96.2)/()1(31111KRRrrFFbei由 此可 求出 闭 环时的输入电阻为KAFrrifi5.551055.5)1(11名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 17 页 -多级低频阻容耦合放大器12 电子与信息工程系2012 年 6 月因此总输

20、入电阻为KKRrrBfiif206.2651/5.55/11，可以满足要求。（4）核算放大电路是否稳定，可以判定本例电路不会产生振荡5.3 仿真波形图红色为输入波形，蓝色为输出波形，引入负反馈后输出电压为2.298伏六 主要元器件与设备Multisim软件电阻501 只，60K1 只，6k2 只，70k3 只，7kl 只，39k 2 只，120k l 只，8kl 只,750 2 只，4.7k 2 只，3k1,1.1M 1 电容10uF4只，10 0uF3 只，三极管2N39034 只电压10mV1 只名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页，共 17 页 -多级低频阻容耦合放

21、大器13 电子与信息工程系2012 年 6 月七 课程设计体会与建议7.1 设计体会通过这次模电课程设计，我自己已能制作一个阻容耦合放大电路并实现功率的放大，这是在这一星期到来让我最值得欣慰的事情，期间的兴奋是难以用语言言及的。在制作课程设计这段时间，让我真正体会到统筹的重要性。为了完成设计，每晚都是忙到深夜。当刚开始选到题目时，确实有点一头雾水。毕竟那时连仿真软件也不会用，到完成设计要有多远，确实有些后怕。不过，有同伴的陪伴让我信心重拾。从理论到实践，确实需要一个质的飞跃。在整整一星期的日子里，我学到了很多东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。设计使我懂

22、得了理论与实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。7.2 设计建议建议老师在我们动手制作之前告诉我们一些关于所做实验的资料、原理，以及所用器件在哪里找，如何检测调试电路，帮助我们更好的完成设计。八 参考文献1 戴优生主编基础电子电路设计与实践国防工业出版社北京2002 年 4 月2 陈晓文主编电子线路课程设计 电子工业出版社北京2006 年 4 月3 梁宗善主编电子课程基础设计 华中理工大学出版社北京2009 年 5 月4 康华光主编电子技术基础 高等教育出版社北京2006 年 1 月5 刘征宇主编大学生电子设计竞赛指南福建科学技术出版社福州2009 年 5 月名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 16 页，共 17 页 -多级低频阻容耦合放大器14 电子与信息工程系2012 年 6 月名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 17 页，共 17 页 -