负反馈放大器设计与制作报告

1、16负反馈放大电路的设计与制作一、技术指标（1）工作频率：30HZ30KHZ（2）供电电源：直流电压源1215V（3）信号源：Ui =10Mv(有效值) 内阻Rs=50（4）输出要求：U01v(有效值) 输出电阻<10 输出电流I01mA(有效值)(5) 输入要求：输入电阻>20 k(6) 工作稳定性：当电路元件改变时，若AuAu=10%，则AufAuf<1%二、方案论证1、设计思路由工作频率为30HZ30KHZ知该放大器为交流放大器；由Rif>20K知，须引入串联负反馈，以提高输入电阻；由Ro<10知，须引入电压负反馈，以降压输出电阻；由Ui=10mV、U01V

2、推出：Auf=100;由=10%;1%推知反馈深度： 1+AF=10.故； A=(1+AF)Af10×100=1000.综上所述，此设计电路应为交流电压串联负反馈放大电路。2.、 方案一 (如图所示)（1）原理图（2）工作原理A1、A2组成第一级差动电路 输出 Uo1Uo2=（Ui1-Ui2）Au1A2组成第二级差动电路 输出 Uo=（Uo2-Uo1）Av2Ui1-Ui2=即 Uo1-Uo2=输出电压： U0=-=-令: R2=800.R=Rf=20K时；R=10K U0= =-102Uid其中，4个5PF的瓷片电容是相位补偿电容，防止电路自激（3）主要参数1）A1、A2、A3必须是

3、CF351集成宽带运算放大器（050KHz）2）Rid=100M3）Rod14）当A1、A2如图所示时，放大倍数为-1023、方案二1、电路原理图（如图所示）2、特点：双列直插塑封16脚3、工作原理：与上述图1三运放仪用放大器相同，不同的是它是制作在一块芯片上的，型号是INA102，后一级是电压跟随器，型号是CF741。4、四种放大倍数表2-1增益引脚连接增益引脚连接16和71003和6和7102和6和710004和7,5和6 3、.组成仪用放大器 （如图3所示）图3两个1F的电容为去耦电容。Rw为输入级失调调节电位器，将引脚和和短接。Auf=100，A1为INA102，A2为CF741集成运

4、放，组成电压跟随器。由于无外接器件，故放大器的放大倍数的稳定性很好4、方案三1、原理图由分立元件组成的负反馈放大器（如图4所示）图42、工作原理：A1、A2是两级直接耦合放大电路A3是射随器共集放大电路，用以降低输出电阻，提高带负载能力，如图所示时，放大倍数为102.3、主要参数：Rid=26KRod8.6<10BW=300KHzAv=11431+AvF=11综上所述：负反馈放大电路是有基本放大电路和负反馈网络组成。由电阻、电容、二极管、三极管等分立元件构成共基、共射、共集等基本放大电路。将输出信号的一部分或全部引回到输入端并使输入信号减小的某种电路称为负反馈网络。经过布线、焊接、调试等

5、工作后负反馈放大电路形成。这种电路设计思路清晰，三方案均满足给定技术指标，但方案三由学校统一采购元器件，同时有能培养我们的手动能力，故选定方案三为本次设计终选方案。三、电路设计1、电路方框图A1FA2A3UIU000 拟选定T1,T2,T3为3DG100A.=50.查半导体手册，3DG100的Pcm=100,ICM=20,U(BR)CEO20V，ICEQ0.01,fT150MHz.2、参数估算1）、第三级元件参数的估算。 U0=1V. I0=1.=>RL=1K（1）确定Re3和VCC。取VCC=12V一般取ICQ3=IEQ3=1+2Iom=1+2×1.4=3.8 或ICQ3=1

6、+=1+=3.12设定.IEQM=3.5.由RE3=(12)RL.取RE3=2 K（2）确定RB31,RB32 UEQ3=3.5×2=7V，UBQ3=7.7V IBQ3=70由此.IRB31=(510)IBQ3故 IRB31= 5 IBQ3=5*70=0.35 RB31=22 KRB32=12.3 K取 RB32=13 K(3）确定C2和C3由于是三级放大，由fL=30HZ，fH=30KHZ=> fLn=15HZ FHn=59KHz n=1,2,3 Ri3=RB31/RB32/(1+3) =22/13/51×0.676.6 K忽略第二级的输出电阻（图Rc2 单出）则

7、C2=(310) （310） =（4.8216.1）×10-6 F选用10/25V的电容器3=C3(RL+Re3/) =C3(1+2) =1.173×103C3C3= 9C3=(310)取C3=100/25V2）、 第二级放大电路元器件参数的估算 为了稳定该级放大倍数，电路中引入了反馈电阻RF2 一般RF2为几十几百.令取为RF2=51 令设IEQ2=1 Au2=-40Au2=- =-11.9 Ri3/RC2=-40Ri3/RC2=3.36即 =3.36Rc2=6.8K取UCEQ2=3V则UCEQ2=VCC-ICQ2RC-UEQ2 UCEQ2= VCC-ICQ2RC-UCE

8、Q2 =12-6.8-3=2.2VRe2+RF2= =2.2KRe2=2.2-0.0512.2KRi2=rbe2+(1+)*RF2=1.6+0.05×51=4.2KC2(310)* 10) 48)F取 C3、输入级元件参数的计算 为了提高输入电阻,I应小一些，要使放大倍数高一些I应大一些，故选取I令A 则 A即 R取 令 U 令 故 取 UBQ2= 取 由 10)取由取 由 取 4、 反馈元件，及的计算由据 1+AF=11 AF=10 设 A=1000 F=又 F= 取 说明： 因为小信号放大，电流较小，故电阻一律选1/8w，碳膜或金属膜电阻器。电容器一律选CD型，铝电解电容器额定工

9、作电压25V。四、验证技术指标1、核算Au（1）输出级电压放大倍数其中 （2）中间级电压放大倍数其中 （3）输入级电压放大倍数其中： (4）核算输出电阻： =2/5.1/ =81AUf=1+=1+=1021+AF=11.3Rof=7.2<10（5）推算输入电阻： Ri=RB1/Ri1=51/Rbe1+(1+1) RF1/RF3 51/2.96+51×0.0515.0K Rif1=(1+AF)Ri=11.3×5=56.7K Rif= Rif1/Rb1=56.7/51=26.8K>20K（6）推算通频带：上限截止频率的验证 fT1=fT2=fT3150MHZ=Au*

10、BW， FT1=FT2=FT3 BW1= ×1065.0MHZ BW2=3.83MHZ BW3=150 MHZ fH=0.51×min5.0 , 3.83 , 150 =0.51×3.83=1.95MHZ>30KHZ下限截止频率的验证fL1= =15.3HZfL2= =16.74HZfL3= =1.73HZfLN=max=16.74 fL=fLN×1.96=16.7×1.96=32.7HZ满足通频带要求本例的方案从理论和实践上均证明它不致产生振荡，如果自激，可以在T的集电极和基极之间并接20PF瓷片电容，可消除高频自激。五 、元器件清单所

11、用元器件如下表所示。序号器件名称数量备注1电阻12电阻33电阻24电阻15电阻16电阻17电阻18 电阻19电阻110电阻111电容4有极性电解电容12电容3有极性电解电容133DG100三极管3功率小，不失真六、 电路的制作与检测一、电路制作1制作过程（1）印制电路的手工设计（2）单面敷铜板下料，打磨边沿。按30×40m2下料。打磨边框的毛刺。保证边沿平直。（3）拓蓝：将设计好的PCB图复制在敷铜板的铜面上。（4）涂保护膜，可涂指甲油。油漆等油性涂料涂持在布线和地线上。（5）涂膜边缘修整：使之布线、焊盘边沿整齐、美观、粗细均匀一致，大小一样。（6）腐蚀：在1：3的三氯化铁溶液中腐蚀

12、，在腐蚀过程中避免碰撞出现裂纹和腐蚀过头。并将腐蚀好的印制板清洁干净，腐蚀过程中应保持地面及周围环境的干净卫生。（7）钻孔：用钻床在每个焊盘的中心位置上钻的通孔（8）去氧化气涂助焊剂 ：用小刀（镊子）或砂纸轻轻刮去布纸上的保护层，氧化层，再涂一，两遍助焊剂。已设计好的印制电路图（PCB图）如图5所示 二 元器件的组装 1、元器件的认知与检测，将23个电路元件分类，分别测出（读出）其参数。判定引脚的名称或功能或极性2、元件引脚（线）成型，（电阻线装，电容按样式安装成型） 3、装配：将元件对号入座，装入待焊接的位置上，保证引脚或极性正确。三 焊接1、先将13个电阻贴板焊接（即卧式贴印制板）注：焊接

13、五步骤法：25-35w烙铁（1） 将烙铁加热1-2min，插入松香中即飘出一缕白烟，温度正好 ，若不冒白烟，则温度不够。每个焊接点在4-6s钟完成。（2） 焊盘引脚加热（1s）（3） 喂锡 （1s）（4） 撒焊料浸润 （1s）（5） 去烙铁冷凝，形成合金（1-3s）2、立式贴板焊接电容器。（工艺上同，但不同的是电容器立式紧贴印制板）3、立式悬空焊接三极管。注：三极管下面平面应（）印制极4-7mm高4、剪去过长引线，在焊点上方1-2mm处剪去过长引线5、焊点质量检查，补焊或重焊。若发现漏焊，虚焊式焊点不合拢,毛刺，凹陷，折皱，不对称，不点亮等应进行重焊式补焊。一定要保证焊点质量6、连接导线的焊接

14、。按设计好的长度将连接导线分成若干根；一端按10mm，另一端按2030mm热截法剥去绝缘层；捻头（即按同一方向将剥除的线头搓紧）；对线头搪锡；将导线与印制极头连接四 电路的测试与测量1 静态测试（1）将直流电源输出电压调至12v，接通放大器令信号发生器输出正弦波，fs=1KHz,输出电压有效值为 10mv，再用毫伏表测量，示波器观察其波形（2）放大倍数测量将10mv的正弦波电压加到放大器的入端用示波器观察其输出波形，有还是无，是否正常，若正常用毫伏表（先打到3v挡）测量输出电压的大小若无输出或者波形不正常需要找原因，直到正常为止，Ui、UO波形，记下Ui、UO的大小、和频率f.计算 Auf 结

15、论 ：VCCVVE1VE2VE312V10.2V1.1V1.9V6.8V（3）通频带测量：保持Ui=10mv不变，逐渐减小频率使U0下降 使U0=0.707中Uomax时，观察U0波形波形并记录fL=0然后逐渐增大频率，同样使U0下降到0.707。Uomax时，观察Uo波形，记下对应的fH=? 则BWf=fH-fL 结论（2）：fL=30Hz，fH=732KHz，BW=731.97KHz。（4）Rif的测量保持Ui=10mv,fs=1KHz 在信号源与放大器输入端之间串数一个20K 的电阻Rs调节信号源输出电压使Ui=10mv。用毫伏表测出Us= mv计算：Rif=Rs 只要US<20V 则 Rif>20k（5 ） RO的测量 断开RL测量UOC（保持Ui=10mv不变） RO=RL 只要 UOCUO. RO0 (6 )Au的测量断开RF3 支路。 令 Ui=1mv, fs=1kHZ 测量 UO 计算Au= UO/Ui=1000（7）反馈深度的计算 1+AF= >=10 五、输出波形： 八、总结与体会经过这段时间的刻苦实验，我的课程设计终于完结了。我在这次课程设计中可以说是受益匪浅，不仅将书本上的理论知识进行了深入理解，同时也明白了实践的重要性。在这次实训中我了解电子产品设计与制作的一般过程，掌握电子电路设计的基