电子技术课程设计指导书

1、电子技术课程设计一、设计目的二、设计方案三、音频放大电路的设计及仿真(一)设计指标要求1、电压放大倍数： Au=1452、最大输出电压： Uo=3.5V3、频率响应：30Hz 30kHz4、输入电阻：ri>15kQ5、失真度：丫 <10%6、负载电阻：R=2kQ7、电源电压：吕=24V(二)设计步骤和方法1、选择电路方案对讲机放大电路的框图如下图所示，根据设计指标选择多级放大电路，前置级为电压放大,输出级为功率放大，主要对前置级电压放大电路进行设计。信号源输入级中间级输出级一負载电路方案的确定包括以下几个方面内容：(1) 根据总的电压放大倍数，确定放大电路的级数。(2) 根据输入、

2、输出阻抗及频率响应等方面的要求，确定电路晶体管的组态及静态偏置 电路。(3) 根据三种耦合方式的不同特点，选用适当的耦合方式。2、选择电路根据上述要求选择的电路如图所示。3、计算元器件参数(1)确定电源电压 Ec：为保证输出电压幅度能达到指标要求，电源电压民应满足如下要求:EC>2Vom+V+VcES式中：Vom为最大输出幅度Ve为晶体管发射级电压，一般取VcES为晶体管饱和压降，一般取VceS=3Vo指标要求的最大输出电压 Vo=3V,给定电源电压 Ec=24V,可以满足要求。(2)确定T2的集电极电阻 R和静态工作电流Icqr因为这级的输出电压比较大，为使负载得到最大幅度的电压，静态

3、工作点应设在交流负载线的中点。如图一所示。由图可知，Q点在交流负载线的中点，因此的T2静态工作点满足下列条件。由图二V=24V。由图二： VceQ 2 =1 CQ 2 R8VE 2Rs Rl1 CQ 2RsRl（1-1）因在晶体管的饱和区和截止区，信号失真很大，为了使电路不产生饱和失真和截止失真，VCEQ应满足：RY图二由（1-1 ）VcEQ>V)m+ES(1-2)式消去lcQ2并将(1-2 )式代入可得:取 VE=3V;则:Ec VE2R8（V C V _2）RlV om V CESVCeS=1VR8 < （ 24二3 -2） 2k = 3.5k 1心2 +1取R8=35k由(1

4、-1 )式消去VCEQ2可得:(3)确定 T2 Icq2Ec -Ve224 - 3R8 R8 / Rl 二(3.5 3.5/2)k 4.4mA 发射级电阻 甩VE2R9 =CQ2启=0.6824.4mA取 F9=0.68k(4) 确定晶体管T2：选取晶体管时主要依据晶体管的三个极限参数：BVdeO*晶体管c-e间最大电压VEmax (管子截止时C£ I cM>晶体管工作时的最大电流 I cmax (管子饱和时C-e PCM晶体管工作时的最大功耗 Pcmax由图一可知：I C2最大值为I C2maX=2l CQ2VCE的最大值V；E2ma=EC根据甲类电路的特点，T2的最大功耗为

5、：PCmaX=V：EQ2 -因此T2的参数应满足：BV：e(>Ec=12VlcM>2I cQ2=4mA选用S9011，其参数为：BCeO>30V;(5) 确定T2的基极电阻Q和Ry在工作点稳定的电路中，基极电压时应尽量使流过 F6和Ry的l r但是I R并不是越大越好，因为增加电源的消耗；间电压) 回路电流)I CQ2PcM> V CEQ2 I cQ=4.8mWI cM>30mA PcM>400mW满足要求。实测Vb越稳定，则电路的稳定性越好。因此, 以满足Ir>>Ib的条件，保证 VB不受3 =100。在设计电路Ib变化的影响。大些，Ir大，则

6、Q和R的值必然要小，这时将产生两个问题：第一第二使第二级的输入电阻降低，而第二级的输入电阻是第一级的负载，所为了使Vb稳定同时第二级的输入电阻又不致太以Ir太大时，将使第一级的放大倍数降低。小，一般计算时，按下式选取l R的值：l R= ( 510 ) l BQl R= ( 1015) l BQ硅管锗管在上式中I R的选取原则对硅管和锗管是不同的，这是因为锗管的ICBO随温度变化大，将会影响基极电位的稳定， 因此Ir取值一般比较大。 对硅管来说IcbO艮小，因此Ir的值可取得小 些。本电路T2选用的是硅管，故取I R=5I BQ则：由图4知：Ry =仏卜23=16.36炸1 R1 R5 1 B

7、QR6=93kQ 。图四取：R7=16.36k Q ;(6)确定的静态工作点ICQ1； VCeq因为第一级是放大器的输入级，其输入信号比较小，放大后的输出电压也不大。所以对于第一级，失真度和输出幅度的要求比较容易实现。主要应考虑如何减小噪声，因输入级的噪声将随信号一起被逐级放大，对整机的噪声指标影响极大。 晶体管的噪声大小与工作点的选取有很大的关系，减小静态电流对降低噪声是有利的， 但对提高放大倍数不利。 所以静态电 流不能太小。在工程计算中，一般对小信号电路的输入级都不详细计算，而是凭经验直接选取：IcQ=0.11mA锗管IcQ=0.12mA硅管Vce=( 23) V如果输入信号较大或输出幅

8、度较大时不能用此方法，而应该具体计算。计算方法与计算第二级的方法相同。(7)确定T1管的集电极电阻 R3,发射级电阻 2、Rs： 由图五知：E c - (V e 1Vceq 1 )I cq 1取:则:W=3V; Seq=3V; I cQ=0.5mAR3 二(24一3一3)0.5mA取:R3=12kQR4R5VE1I CQ1旦乂k0.5mA图五取：(8)选择Ti管选取原则与T2相同： 实测 3 1=100。(9) Ti管基极电阻的选取取：Ir=10I由图六知；F4=0.039 kRs=6.1k QBVCeo> Ec=12V; IBQ Ve1 = 3VR2 Ve1 VbE110I BQ1cM

9、> 0.5mA; P cM> 1.5mW根据现有条件选用 S9011,3 0.672k' 110竺100IbqiIr图六取：R=408kQ ; R2=72kQ(10)耦合电容和旁路电容的选取各级耦合电容及旁路电容应根据放大器的下限频率f 1决定。这些电容的容量越大，则放大器的低频响应越好。 但容量越大电容漏电越大， 这将造成电路工作不稳定。 因此要适当的 选择电容的容量，以保证收到满意的效果。在设计时一般按下式计算：C112二fi (Rsri1)其中：Rb是信号源内阻，m是第一级输入电阻。c212 二fi(r°1 心)其中：roi是第一级输出电阻，ri2是第二级输

10、入电阻。C312 二 fl(ro2 * RL)I其中：ro2是第二级输出电阻。el%2 二 fl(rbe1：1&)其中：R,=F6/R 7/R 3Ce22 二f|(Rbrbe2)由于这些公式计算繁琐，所以在工程计算中，常凭经验选取:耦合电容：210卩F发射极旁路电容：150200卩F现在用第二种方法确定C1、C2、C3、Ce1和Ce2取：C=G=G=10 卩 FC1 =Ce2=100 3 F电容器的耐压值只要大于可能出现在电容两端的最大电压即可。 (11)反馈网络的计算根据深反馈的计算方法，由图七知：RfR4R4= 100图七Rf=100R-R4 6.19k Q取：R f=5.6k Q

11、 , G=10y F根据上述结果，可得电路图(图八)qE匚4、理rnRr*-!12kRi130kCi""TO56k4-56 Uh图八丄IR詁3kRfHO cf10p F27k-el 屮lOOp F1. 5k申C凳100 pF论计算（1）根据电路图中的实际参数值，画出直流通路，计算静态工作点。（2）画出微变等效电路，电压放大倍数（3）计算各级的输入电阻和输出电阻。（4）判别负反馈。（三）利用EWBt路仿真软件对设计的电路进行仿真1、用EWB画的原理图2、获得静态工作点的值3、获得输入输出波形图4、获得频率特性图5、元器件的明细表四、收音机安装、调试过程及体会1、收音机的安装2

12、、收音机的调试过程3、收音机元器件的明细表4、收音机安装、调试过程的体会五、结束语六、附录（允许備垄）（倍乘）（第二位数（第一位数J27X103 =27000 Q（一）色环电阻及其计算颜色有效数字乘数允许偏差%工作电压V银色10-2± 10金色10-1± 5黑色01004棕色1101± 16.3红色2102± 210橙色310316黄色410425绿色5105± 0.532蓝色6106± 0.240紫色7107± 0.150灰色810863白色9109+5 -20无色± 20±5103121棕色允许備差）

13、±1金色（倍乘）绿色（第三应数5紫色（第二位数）7掠色（第一位数）1175X10-1 =17.50型号极性用途VcBOVsEOI cM(mA)PcMmW)A( 3 )D( 3 )E( 3)9011NPN高放503030400284539609012PNP功放40205006256491781129013NPN功放40205006256491781129014NPN低放50451004506015040010009015PNP低放504510045060150（二）常用晶体管的型号及（三）电阻器标称系列标称值系列E24E12E6备注电阻器标称值1.01.01.0电阻器的标称值应 符合表中所列数值 之一或表列数值再 乘以10的n次方， n为整数。1.11.21.51.21.52.21.31.83.31.52.24.71.62.76.81.83.32.03.92.24.72.45.62.76.43.08.23.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.1电