多級電壓放大電路課程設計方案

1、高頻電子線路課程設計報告書設計題目：多級低頻電壓放大器專 業(yè)：電子信息科學與技術班 級：10 電科本1學生姓名：趙亞華學 號：2010171131指導教師：劉清華2013 年 11 月 20 日物理與電子工程學院課程設計任務書班級：10級電科本專業(yè)：電子信息科學與技術學生姓名趙亞華學號2010171131課程名稱高頻電子線路設計題目低頻電壓放大器一、設計目的1. 綜合運用相關課程所學到的理論知識去獨立完成課程設計；2. 學會撰寫課程設計的總結報告二、設計原理放大電路能夠?qū)⒁粋€微弱的交流小信號（疊加在直流工作點上），通過一個裝置（核心設計目的、 主要內(nèi)容 （參數(shù)、方 法）及要求為二極管、場效應管

2、），得到一個波形相似（不失真），但幅值卻大很多的交流大信號 J的輸出。實際的放大電路通常是由信號源、晶體三極管構成的放大器及負載組成。三、所需元件電阻100千歐2個、10千歐2個、6千歐2個、200歐1個，電容470毫發(fā)2個、24 納發(fā)1個、4微發(fā)1個、1.2納發(fā)1個四、設計內(nèi)容1. 利用multisim軟件繪制低頻電壓放大電路仿真系統(tǒng)2. 用示波器觀察輸入輸出波形，并截圖工作量2周時間，每天3學時，共計42學時進度安排第1天：第2-3天：主要參考 資料1 模擬電子技術基礎楊素行 高等教育出版社 20062 集成電路原理及應用譚博學苗匯靜電子工業(yè)出版社 20083 模擬電子技術基礎第四版清華大

3、學童詩白、華成英主編4 電子技術與仿真一一基于Multisim8與Pprotel2004清華大學出版社楊欣、王玉鳳、劉湘黔主編5 基于Multisim的電子電路計算機仿真設計與分析電子工業(yè)出版社黃智偉主編6 電子線路設計 實驗 測試 清華科技大學出版社第二版 謝自美主編指導教師 簽字教研室主任簽字摘要高頻電子線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(zhì)的提高，也使我們對電路設計理念的認識有了質(zhì)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

4、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。設計時我設計了二級三極管放大電路、 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。關鍵詞：低頻；放大器；阻容耦合；1設計原理及框圖 11.1 設計原理 11.1.1 兩級放大器 11.1.2 運算放大器 11.2閉環(huán)負反饋 21.3帶通濾波器 22設計要求及方案 32.1設計要求 32.2設計方案 33 放大倍數(shù) 44 電路圖 45 仿真輸入輸出波形 56 主要元器件參數(shù) 57 總結及體會 6參考文獻 71設計原理及框圖1.1設計原理兩級放

5、大器為了盡可能保證不失真放大，采用兩級放大電路。阻容耦合放大器是多級放 大器中最常見的一種，兩級之間通過耦合電容及下級輸入電阻連接， 故稱為阻容 耦合，由于電容有隔直作用，使用前、后級的直流工作點互相不影響，各級放大 電路的靜態(tài)工作點可以單獨計算。每一級放大電路的電壓放大倍數(shù)為輸出電壓 U0與輸入電壓U之比，其中，第一級的輸出電壓UO1即為第二級輸入電壓U02，所以兩級放大電路的電壓放大倍數(shù)為V O2 Vo1*Vo2_AV=Vi =Vi VO1=AV1 A兩級低頻阻容耦合放大器參考方案方框圖如圖1所示，它包括信號發(fā)生器、第一級、第二級、示波器。圖2-1二級低頻阻容耦合放大器方框圖圖1二級低頻阻

6、容耦合放大器方框圖運算放大器運算放大器是一種直流耦合，差模（差動模式）輸入、通常為單端輸出的高 增益電壓放大器，因為剛開始主要用于加法，乘法等運算電路中，因而得名。一 個理想的運算放大器必須具備下列特性：無限大的輸入阻抗、等于零的輸出阻抗、 無限大的開回路增益、無限大的共模排斥比的部分、無限大的頻寬。最基本的運 算放大器如圖1-1 0 一個運算放大器模組一般包括：一個正輸入端 (OP_P)、一個 負輸入端(OP_N和一個輸出端(OP_O>圖1-1基本運算放大器1.2閉環(huán)負反饋將運算放大器的反向輸入端與輸出端連接起來， 放大器電路就處在負反饋組 態(tài)的狀況，此時通?？梢詫㈦娐泛唵蔚胤Q為閉環(huán)放

7、大器。 閉環(huán)放大器依據(jù)輸入訊 號進入放大器的端點，又可分為反相放大器與非反相放大器兩種。 反相放大器 如圖1-3 o非反相閉環(huán)放大器如圖1-4。假設這個閉環(huán)放大器使用理想的運算放大器， 則因為其開環(huán)增益為無限大，所以運算放大器的兩輸入端電壓差幾乎為零，其輸出與輸入電壓的關系式如下：Vout = (R2 / R1) + 1) * Vin1.3帶通濾波器帶通濾波器的作用是允許某一段怕你帶范圍內(nèi)的信號通過， 而將次頻帶以外 的信號阻斷。帶通濾波器經(jīng)常用于抗干擾設備中， 以便接受某一視頻帶范圍內(nèi)的 有效信號，而消除高頻段和低頻段的干擾和噪聲。圖1-4非反相閉環(huán)放大器2設計要求及方案2.1設計要求已知條

8、件：(1) 電源電壓VCC=12V(2) 負載電阻RL=2© ;(3) 輸入信號為Vi=4mv, f=1KHZ的正弦波電壓，信號源內(nèi)阻 Rg很小可忽略；(4) 晶體管用3DG6技術指標：(1) 放大器不失真輸出電壓 VO 1000mv即放大器電壓增益I AVI> 250;(2) f=300Hz80KHz(3) 放大器工作點穩(wěn)定。2.2設計方案1采用集成運放可以采用集成運放來搭建放大電路。該方案設計簡單，集成度高、精確度高，在 參數(shù)上輸入電阻很高，輸出電阻低，采用集成運放放大小信號是很好的選擇。2采用三極管采用三極管的級聯(lián)方式組成多級放大電路。三極管又可以分為三種放大電路：共射、

9、共集和共基放大電路。三種方式有各自的特點。根據(jù)實驗的要求，本設計最終采用了三極管設計的方案。電路由兩級放大電路級聯(lián)組成，第一級為分壓偏置的共射級放大電路， 第二級采 用同樣的放大電路通過電容耦合連接起來。3原始方案圖每一級放大電路的電壓放大倍數(shù)為輸出電壓與輸入電壓之比，其中，第一級的輸出電壓即為第二級輸入電壓，所以兩級放大電路的電壓放大倍數(shù)為：Au=Uo1/Ui*Uo2/Ui2=Au1*Au23放大倍數(shù)A第一級的輸出電壓第一級電壓幅值放大倍數(shù)為：A,i=266.795mV/4mV=66.7B第二級的輸出電壓第二級電壓幅值放大倍數(shù)為：A2=1.09v/266.795mV=4.09所以放大電路的總

10、體放大倍數(shù)為一級和二級放大倍數(shù)的乘積：A= Aui* Au2 =273 （大于250,滿足設計的要求）4電路圖及輸出波形4T0mFVIRR1?-VA-10WJ2N1 TIVOLI .:26WC2HF4uF4mVrma 1MM) HeRE :LVW-i .lOkO5仿真輸入輸出波形竊 Oscflloscope'XSCl藍色是輸入，紅色是輸出6主要元器件參數(shù)表1-1主要參考兀器件名稱參數(shù)個數(shù)電阻200 Q1電阻10kQ2電阻10 0kQ2電阻6kQ2電阻2kQ1電阻260 Q1電容470mF2電容24 nF1電容4 F1電容1.2 nF17總結及體會：本次課程設計是迄今為止本人覺得意義最大

11、也是收獲最大的一次設計， 身為 電子信息科學與技術專業(yè)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。這是第一次接觸這個軟件，覺得這個軟件真的很棒，用起來超方便的，這個 仿真軟件很形象的將我們所想的電路能夠用計算機運行出來，而且我們可以在上面很輕松的做出修改，在本設計過程中，Multisim幫助我進行了直觀的仿真以及快速的測量。對于檢查那些需要進行反復設計的計算值來說，Multisim 是一個極其寶貴的工具，而且它能夠在使用真正的元件進行電路原型設計之前給予我 極大的信心。因為兩級

12、阻容耦合放大電路的電路圖是固定的模式， 所以我只需要設計元器 件的參數(shù)，對著這個問題，剛開始我先大概的算出放大倍數(shù)大于 250，然后根據(jù) 輸出與輸入波形的比較以及幅頻特性，慢慢的調(diào)節(jié)，是能夠達到老師的設計要求。從理論設計到仿真軟件的仿真，之后又經(jīng)歷了方案的確定，以及不斷地調(diào)試 直至成功。這些過程都需要我們積極動手動腦， 借鑒書本知識，聯(lián)合自己的電路 圖予以分析。本次課程設計可以說是對于以往所學的一次檢測， 過程不可謂不辛 苦，收獲不可謂不豐厚。本次課程設計，最重要的環(huán)節(jié)還是設計，設計的成功是實驗成功的基礎。所 以設計環(huán)節(jié)必需積極動腦，動手，查閱相關資料，以求設計成功。前面的電路設計很令人頭疼，

13、我的電路相對并不是很復雜，仿真也相當?shù)某?功，但是從古至今就有一個不變的真理這之中的過程相當磨礪人的耐心。參考文獻1 模擬電子技術基礎 楊素行 高等教育出版社 20062 集成電路原理及應用 譚博學 苗匯靜 電子工業(yè)出版社 20083 模擬電子技術基礎第四版清華大學 童詩白、華成英主編4 電子技術與仿真基于 Multisim8 與 Pprotel2004 清華大學出版社 楊欣、王玉鳳、 劉湘黔主編5 基于 Multisim 的電子電路計算機仿真設計與分析電子工業(yè)出版社 黃智偉主編6 電子線路設計 實驗 測試 清華科技大學出版社 第二版 謝自美主編課程設計成績評定表院系：物理與電子工程學院班級：

14、電科本1班 姓名：趙亞華 學號：2010171131項目分值優(yōu)秀(x > 90%)良好(90%>x > 80%)中等(80%>x > 70%)及格(70%>x > 60%)不及格(x<60%)評分參考標準參考標準參考標準參考標準參考標準平時考核20學習態(tài)度認 真，科學作風 嚴謹，嚴格保 證設計時間并 按任務書中規(guī) 定的進度開展各項工作。學習態(tài)度比較 認真，科學作 風良好，能按 期圓滿完成任 務書規(guī)定的任 務。學習態(tài)度尚 好，遵守組織 紀律，基本保 證設計時間，按期完成各 項工作。學習態(tài)度尚 可，能遵守組 織紀律，能按 期完成任務。學習馬虎， 紀律

15、渙散， 工作作風 不嚴謹，不 能保證設 計時間和 進度。課 程 設 計 報 告報告內(nèi) 容 組 織 書 寫20結構嚴謹，邏 輯性強，層次 清晰，語言準 確，文字流暢， 完全符合規(guī)范 化要求，書寫 工整或用計算 機打印成文； 圖紙非常工 整、清晰。結構合理，符 合邏輯，文章 層次分明，語 言準確，文字 流暢，符合規(guī) 范化要求，書 寫工整或用計 算機打印成 文；圖紙工整、 清晰。結構合理，層 次較為分明， 文理通順，基本達到規(guī)范 化要求，書寫 比較工整；圖 紙比較工整、 清晰。結構基本合 理，邏輯基本 清楚，文字尚 通順，勉強達到規(guī)范化要 求；圖紙比較 工整。內(nèi)容空泛， 結構混亂， 文字表達 不清，錯別 字較多，達 不到規(guī)范 化要求；圖 紙不工整 或不清晰。技術 水 平20設計合理、理 論分析與計算 正確，文獻查 閱能力強、引 用合理、調(diào)查 調(diào)研非常合 理、可信。設計合理、理 論分析與計算 正確，文獻引 用