模拟电子技术课程设计报告书-多级低频放大电压器.doc

2009级模拟电子技术课程设计 模拟电子技术课程设计报告书课题名称 多级低频放大电压器姓 名学 号 院、系、部电气工程系专 业电气工程及其自动化指导教师2011年 7 月3日多级低频放大电压器20096526 摘要电子技术电路课程设计是从理论到实践的一个重要步骤，通过这个步骤使我们的动手能力有了质的提高，也使我们对电路设计理念的认识有了质的飞跃。 本课程设计是对放大器对电压放大的基本应用，我们设计的二级低频阻容耦合放大器严格按照实验要求设计，能够充分满足的电压放大倍数、频带宽、输入输出电阻等实验要求的性能参数，这次课程设计让我们了解了类似产品的内部原理结构。设计时我和搭档设计了二级三极管放大电路、可变放大倍数的二级运算放大器电路等多种方案，由于考虑到器材的限制，我们最终采用了最为简洁的两级运算放大器电路，实现了用最少的元器件实现要求功能。一、设计目的 1掌握多级晶体管电压放大器静态工作点的设置与调整方法，熟悉放大器的主要性能指标及其测试方法。2掌握示波器、直流稳压电源、交流毫伏表、函数发生器和电子技术实验箱等仪器设备的使用方法。（1）综合运用相关课程所学到的理论知识去独立完成课题设计；（2）通过查询相关资料，培养学生独立分析解决问题能力；（3）学会电路的安装与调试；（4）熟悉电子仪器的正确使用；（5）学会撰写课程设计的总结报告二、设计要求用分立元件实现：1. 要求电压放大倍数：|au|6002. 输出电压峰峰值: up-p10v (rl=1k)3. 输入输出阻抗: ri100k, ro504. 通频带: 10khz三、设计方案及原理框图该放大器采用三级放大：输入级差分放大电路中间级：恒流源共e放大电路输出级：互补对称放大电路路路电路小信号输入信号输出放大器（一）输入级设计与分析该级放大电路为电压放大电路，作为输入级，既要有较大的输入阻抗ri，以保证输入的小信号能得到有效的放大，又要有较小的输出阻抗ro，以保证该级被放大的信号有效的传递到下级；可作为输入级的单管放大电路主要有共c放大电路和差分放大电路。但作为输入级应该有较好的抗干扰性。如图1：图1差分电路由于管特性相同和电路元件对称，所以当温度升高时，两管的集电极电流将得到同样的增量，即ic1=ic20而双端输出为uo=ic1rc-ic2rc=0，所以输出没有零点漂移。当ui1=ui2时，在对称条件下，则双端输出uo=kuil-kui2=0。差模输入时，具有放大能力，当ui1=-ui2差模输入时，两面三刀管集电极输出分别为uc1=-kui1、uc2=-kui2；所以，差模放大倍数kud:kud=(uc1-uc2)/(ui1-ui2)=(-ui1k-ui1k)/2ui1=-k=(-)(hferc)/(rs+hie)图1中的差分发大电路具有稳定静态工作点的能力，射极度电阻re对共模信号及温漂电平均有很强的负反馈作用。例如在温度升高时，ic1、ic2都同时增加，并产生下列负反馈过程：结果使ic1、ic2的实际变化相对地减小，这里re起着恒流作用，从而稳定静态工作点，显然re越大，恒流作用也越大，抑制零漂的能力也就越强，引入辅助电，以抵消re的压隆。使射极度对地电位能维持正常的数值。值得注意的是，对差模信号，re不起负反馈作用，因此，它不会降低差模信号的放大倍数。理论计算输入阻抗ri2(rs+rbe)（二）中间级设计与分析中间级的主要目的是对电压进行放大，得到较大的电压信号。共c放大电路适合放大电压但其电压增益小于1；共b放大电路适合放大电流，所以最终采用共e放大电路。共e放大电路有较好的电流、电压发大作用，其缺点是输入阻抗ri小，输出阻抗ro较大，但前级的差分放大电路有较小的输出阻抗，所以在该电路中可用共e。同时，又采用了恒流源，大大增加了交流电阻，提高了电压增益。如图2:图2（三）输出级设计与分析中间级的电压增益已达到极限，但其输出阻抗较大，不适合接负载，所以没有多大的实际意义，故增加了最后一级功率放大，在保证输出信号不失真的条件下减小输出阻抗，提高带负载能力。所以选择互补对称式电压放大电路，如图3：四、单元电路设计及主要元器件参数计算采用三级管对信号放大的原理，设计了如下图所示的二级低频阻容耦合放大电路，通过改变各电阻的相应阻值可以改变二级放大电路的放大倍数。五、电路图六、调试及故障分析电路的调试调试时应小心谨慎，电路安装完毕后，首先应检查电路各部分的接线是否正确，检查电源、地线、元器件的引脚之间有无短路，器件有无接错，再接入电路所要求的电源电压，观察电路中各部分有无异常现象，如果出现异常，应立即关闭电源，排除故障后重试实际设计与测试1、软件仿真环境与测试幅值：2、软件仿真环境与测试频谱：3、实际测得本放大器频率特性:七、设计总结：身为电气工程及其自动化的学生，设计是将来我们必需的技能，是生存立业的根本，而此次实习恰恰给我们提供了一个应用自己所学知识的平台，使我们的书本知识不再只是局限于大脑而是用于实践。在做设计前，需要查阅大量的相关资料，对于相关的设计做到心中有数，明白不同设计的优与劣，做到最优的设计。在设计过程中，要对自己设计的电路进行理论分析，判断可行性，尽量多的考虑外界因素对其造成的影响，以方便在不同需求时做出相应的改变；其次就是对电路的仿真，一般分为软件仿真和硬件仿真，当然软件的效果比较差，它都是在理想条件下成立的，即理论上得到的，所以硬件仿真是最重要的。在完成所有电路的硬件仿真之后，达到预期的效果之后就可以开始制作电路，可以制板或者焊板，根据需要。设计和制作完成后，写出总结还是很必要的。我想我在设计和制作过程中一定会遇到不少的麻烦，它正是我们进行设计的一个最主要的缘由。把它写下了，可以提高我们解决问题的能力。同时，通过这次发大器的设计让我对三极管的特性有了更深刻的了解，学会了调节三极管静态工作点，明白了静态工作点对三级管的放大特性有着极其重要的影响。做