多级阻容耦合放大器的设计与仿真

1、通信与信息工程学院电子设计与制作课程设计班 级：电子信息工程1201姓 名： 学 号： 1207050117指导教师： 设计时间： 2014.6.302014.7.4成 绩：评 语：通信与信息工程学院二一四年 多级阻容耦合放大器的设计与仿真 1 设计目的1. 能够较全面的巩固和应用“模拟电子技术”课程中的基本理论和基本方法。并初步掌握电路设计的基本流程（设计-仿真-pcb板制作）2. 能灵活的应用各种元器件或者标准集成电路实现规定的电路。3. 培养独立思考，独立准备资料，独立设计模拟电子电路系统的能力4. 培养独立设计能力， 熟悉EDA工具的使用， 比如Multisim系列 （仿真分析） 5.

2、 培养书写综合设计实验报告的能力。 2 设计内容和要求1.电路性能指标 已知条件： （1）电源电压VCC=12V； （2）负载电阻RL=2K； （3）输入信号为Vi=4mv，f=1KHZ的正弦波电压，信号源内阻Rg很小可忽略技术指标： （1） 放大器不失真输出电压VO1000mv，即放大器电压增益AV500（2） f=300Hz80KHz（3） 放大器工作点稳定.2. 原理简述 阻容耦合放大器是多级放大器中最常见的一种，两级之间通过耦合电容及下级输入电阻连接，故称为阻容耦合，由于电容有隔直作用，使前、后级的直流工作点互相不影响，各级放大电路的静态工作点可以单独计算和调整。 每一级放大电路的电压

3、放大倍数为输出电压与输入电压之比，其中，第一级的输出电压即为第二级输入电压.3 方案论证 采用三极管 采用三极管的级联方式组成多级放大电路。三极管又可以分为三种放大电路：共射，共集和共基极放大电路。三种电路各有各自的特点。 (1)采用三级放大电路。阻容耦合放大器是多级放大器中最常见的一种，两级之间通过耦合电容及下级输入电阻连接，故称为阻容耦合，由于电容有隔直作用，使用前、后级的直流工作点互相不影响，各级放大电路的静态工作点可以单独计算。每一级放大电路的电压放大倍数为输出电压Uo与输入电压Ui之比，其中，第一级的输出电压Uo1 即为第二级输入电压Uo2，所以两级放大电路的电压放大倍数为 =*3.

4、(2)采用三级管 三级管具有功率放大的作用。根据实验的要求，本设计最终采用了三极管设计的方案。 电路由两级放大电路级联组成，第一级为射级输出器，第二级采用同样的放大电路通过电容耦合连接起来。第三级采用共射级电路。采用射极跟随输出，防止失真，用以稳定输出波形。 四电路设计及参数计算 设计步骤（1）选择电路形式及晶体管；（2）设置静态工作点并计算电路组件参数；（3）电路性能仿真分析，静态工作点的测量与调整；性能指标测试及电路参数修改；（4）放大器的幅频特性测试；（5）放大器的输入电阻及输出电阻计算。（6）在protus软件中绘制原理图及PCB版图备注：步骤（3）-（4）在multisim中完成 三

5、极管放大电路设计参数计算及静态工作点方法图1是共射的基本放大电路，一般要求掌握如下：（1）分析电路中各原件的作用；（2）了解放大电路的放大原理；（3）能分析计算电路的静态工作点；（4）理解静态工作点的设置目的和方法。上图中，C1,C2为耦合电容，起信号的传递作用，电容能将信号从前级耦合到后级，是因为电容两端的电压不能突变，在输入端输入交流信号后，因两端的电压不能突变，输出端的电压会跟随输入端输入的交流信号一起变化，从而将信号从输入端耦合到输出端。电容两端的电压不能突变，但不是不能变。R1,R2为三极管的直流偏置电阻，三极管的三种工作状态“截止，放大和饱和”就由直流偏置决定，也就是由R1,R2来

6、决定。总电路图如下：五、电路仿真及结果分析(1)第一级各种参数结果如下：包括第一级输出电压，第一极失真率。 由图得第一级电压幅值放大倍数为:Au1=3.95/4=0.9875（2）第二级各种参数结果如下：由图得第二级电压幅值放大倍数为Au2=99.157/3.95=25.103（3） 第二级各种参数结果如下：由图得第三级电压幅值放大倍数为Au3=1923/99.157=19.39所以总的放大倍数：Au=Au1*Au2*Au3=0.9875*25.103*19.39=480.66(符合标准Au>250)由图可以知道Ro=RL=2k（4） 输入电阻双击XMM1和XMM2两块万用表，并将它们切

7、换在交流电压，交流电流档上，本处测量的是交流输入电阻，当然要在合适的静态工作点上测量，因而直流电源要保留。由图得出输入电阻Ri=4mv/616.835nA=6.48k（5）输出电阻的测量输出电阻的测量采用外加激励法，用1000mV，1kHz的电源，将电路中的信号源短路，负载开路，在输出端接电压源，电压表，测量电压，电流。本处测量的是交流输入电阻，当然要在合适的静态工作点上测量，因而直流电源要保留。得到输出电阻：Ro=1.923v/961.256uA=2.000k（6） 幅频特性与相频特:由图可知上限与下限的差为56.411kHz-60.838Hz=56.343kHz（在300Hz80KHz之间

8、，所以符合设计要求）相频图（7）失真分析由图可知输出信号的失真系数为2.075%放大器的基本任务是不失真地放大信号。要使放大器能正常工作，必须设合适的静态工作点Q。在输入信号幅度足够大的情况下， Q点应该选在输出特性曲线上交流负载线的中点，这样就可获得最大的不失真输出电压。若Q点选得过高，就会引起饱和失真；若Q点选得过低，就会产生截止失真 。（8） 输入输出波形6 心得与体会 这周的电子设计实习，我觉得主要还是对我们所学模电课程的一次实质性的检测，由对multisim这个软件的一点都不了解，再到自己可以慢慢尝试着自己去连接一些电路。感觉这两天自己一下收获了很多。当然相对于学习好的同学的进步，自

9、己那点进步可能不足挂齿，可是即使有小的进步，那也是进步！这短短几天的实训，一直宅在宿舍，查资料，看书，感觉自己的知识面也有所拓展。在软件的使用过程中，我也遇到了很多难题，比如找一个元器件，往往在软件中找不到，无从下手，慢慢的我发现，同过元器件的类属，我可以一级一级的进行查找，这极大的提高了我从器件中找原件的速度。此外，我也可以使用快捷方式，快速的运用元器件。使用Multisim这个软件我的最大体会是：在操作一个软件之前我们应该学习一些基本的知识，我们可以网上看看教程，在工具书上看看基本操作过程，以免我们在使用软件中不会不知道一些基本的作，加快我们掌握软件。最困难的地方当属设计电路图了，自己本来对模电知识的掌握就很差，后来看书后才得以理解，“知识是需要长期运用的，才能形成深刻的记忆”。电路设计完了后，在软件仿真中存在很大问题，比如：一个元器件往往有固定的参数，有些参数不是我们随心所就能改的。理论与实践也是存在差距的。