模擬電子技術課程設計報告書多級低頻放大電壓器

1、2009級模擬電子技術課程設計 模擬電子技術課程設計報告書課題名稱 多級低頻放大電壓器姓 名學 號 院、系、部電氣工程系專 業(yè)電氣工程及其自動化指導教師2011年 7 月3日多級低頻放大電壓器20096526 摘要電子技術電路課程設計是從理論到實踐的一個重要步驟，通過這個步驟使我們的動手能力有了質的提高，也使我們對電路設計理念的認識有了質的飛躍。 本課程設計是對放大器對電壓放大的基本應用，我們設計的二級低頻阻容耦合放大器嚴格按照實驗要求設計，能夠充分滿足的電壓放大倍數(shù)、頻帶寬、輸入輸出電阻等實驗要求的性能參數(shù)，這次課程設計讓我們了解了類似產(chǎn)品的內(nèi)部原理結構。設計時我和搭檔設計了二級三極管放大電

2、路、可變放大倍數(shù)的二級運算放大器電路等多種方案，由于考慮到器材的限制，我們最終采用了最為簡潔的兩級運算放大器電路，實現(xiàn)了用最少的元器件實現(xiàn)要求功能。一、設計目的 1掌握多級晶體管電壓放大器靜態(tài)工作點的設置與調(diào)整方法，熟悉放大器的主要性能指標及其測試方法。2掌握示波器、直流穩(wěn)壓電源、交流毫伏表、函數(shù)發(fā)生器和電子技術實驗箱等儀器設備的使用方法。（1）綜合運用相關課程所學到的理論知識去獨立完成課題設計；（2）通過查詢相關資料，培養(yǎng)學生獨立分析解決問題能力；（3）學會電路的安裝與調(diào)試；（4）熟悉電子儀器的正確使用；（5）學會撰寫課程設計的總結報告二、設計要求用分立元件實現(xiàn)：1. 要求電壓放大倍數(shù)：|a

3、u|6002. 輸出電壓峰峰值: up-p10v (rl=1k)3. 輸入輸出阻抗: ri100k, ro504. 通頻帶: 10khz三、設計方案及原理框圖該放大器采用三級放大：輸入級差分放大電路中間級：恒流源共e放大電路輸出級：互補對稱放大電路路路電路小信號輸入信號輸出放大器（一）輸入級設計與分析該級放大電路為電壓放大電路，作為輸入級，既要有較大的輸入阻抗ri，以保證輸入的小信號能得到有效的放大，又要有較小的輸出阻抗ro，以保證該級被放大的信號有效的傳遞到下級；可作為輸入級的單管放大電路主要有共c放大電路和差分放大電路。但作為輸入級應該有較好的抗干擾性。如圖1：圖1差分電路由于管特性相同和

4、電路元件對稱，所以當溫度升高時，兩管的集電極電流將得到同樣的增量，即ic1=ic20而雙端輸出為uo=ic1rc-ic2rc=0，所以輸出沒有零點漂移。當ui1=ui2時，在對稱條件下，則雙端輸出uo=kuil-kui2=0。差模輸入時，具有放大能力，當ui1=-ui2差模輸入時，兩面三刀管集電極輸出分別為uc1=-kui1、uc2=-kui2；所以，差模放大倍數(shù)kud:kud=(uc1-uc2)/(ui1-ui2)=(-ui1k-ui1k)/2ui1=-k=(-)(hferc)/(rs+hie)圖1中的差分發(fā)大電路具有穩(wěn)定靜態(tài)工作點的能力，射極度電阻re對共模信號及溫漂電平均有很強的負反饋作

5、用。例如在溫度升高時，ic1、ic2都同時增加，并產(chǎn)生下列負反饋過程：結果使ic1、ic2的實際變化相對地減小，這里re起著恒流作用，從而穩(wěn)定靜態(tài)工作點，顯然re越大，恒流作用也越大，抑制零漂的能力也就越強，引入輔助電，以抵消re的壓隆。使射極度對地電位能維持正常的數(shù)值。值得注意的是，對差模信號，re不起負反饋作用，因此，它不會降低差模信號的放大倍數(shù)。理論計算輸入阻抗ri2(rs+rbe)（二）中間級設計與分析中間級的主要目的是對電壓進行放大，得到較大的電壓信號。共c放大電路適合放大電壓但其電壓增益小于1；共b放大電路適合放大電流，所以最終采用共e放大電路。共e放大電路有較好的電流、電壓發(fā)大作

6、用，其缺點是輸入阻抗ri小，輸出阻抗ro較大，但前級的差分放大電路有較小的輸出阻抗，所以在該電路中可用共e。同時，又采用了恒流源，大大增加了交流電阻，提高了電壓增益。如圖2:圖2（三）輸出級設計與分析中間級的電壓增益已達到極限，但其輸出阻抗較大，不適合接負載，所以沒有多大的實際意義，故增加了最后一級功率放大，在保證輸出信號不失真的條件下減小輸出阻抗，提高帶負載能力。所以選擇互補對稱式電壓放大電路，如圖3：四、單元電路設計及主要元器件參數(shù)計算采用三級管對信號放大的原理，設計了如下圖所示的二級低頻阻容耦合放大電路，通過改變各電阻的相應阻值可以改變二級放大電路的放大倍數(shù)。五、電路圖六、調(diào)試及故障分析

7、電路的調(diào)試調(diào)試時應小心謹慎，電路安裝完畢后，首先應檢查電路各部分的接線是否正確，檢查電源、地線、元器件的引腳之間有無短路，器件有無接錯，再接入電路所要求的電源電壓，觀察電路中各部分有無異?，F(xiàn)象，如果出現(xiàn)異常，應立即關閉電源，排除故障后重試實際設計與測試1、軟件仿真環(huán)境與測試幅值：2、軟件仿真環(huán)境與測試頻譜：3、實際測得本放大器頻率特性:七、設計總結：身為電氣工程及其自動化的學生，設計是將來我們必需的技能，是生存立業(yè)的根本，而此次實習恰恰給我們提供了一個應用自己所學知識的平臺，使我們的書本知識不再只是局限于大腦而是用于實踐。在做設計前，需要查閱大量的相關資料，對于相關的設計做到心中有數(shù)，明白不同

8、設計的優(yōu)與劣，做到最優(yōu)的設計。在設計過程中，要對自己設計的電路進行理論分析，判斷可行性，盡量多的考慮外界因素對其造成的影響，以方便在不同需求時做出相應的改變；其次就是對電路的仿真，一般分為軟件仿真和硬件仿真，當然軟件的效果比較差，它都是在理想條件下成立的，即理論上得到的，所以硬件仿真是最重要的。在完成所有電路的硬件仿真之后，達到預期的效果之后就可以開始制作電路，可以制板或者焊板，根據(jù)需要。設計和制作完成后，寫出總結還是很必要的。我想我在設計和制作過程中一定會遇到不少的麻煩，它正是我們進行設計的一個最主要的緣由。把它寫下了，可以提高我們解決問題的能力。同時，通過這次發(fā)大器的設計讓我對三極管的特性有了更深刻的了解，學會了調(diào)節(jié)三極管靜態(tài)工作點，明白了靜態(tài)工作點對三級管的放大特性有著極其重要的影響。