多级电压放大电路课程设计

1、物理与电子工程学院高频电子线路 课程设计报告书设计题目: 多级低频电压放大器 专 业: 电子信息科学与技术 班 级: 10电科本1 学生姓名: 赵亚华 学 号: 2010171131 指导教师: 刘清华2013年11月 20 日物理与电子工程学院 课程设计任务书专业： 电子信息科学与技术 班级： 10级电科本摘 要高频电子线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

2、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。关键词：低频；放大器；阻容耦合；目 录1 设计原理及框图 . 11.1 设计原理 . 1 1.1.1 两级放大器 . 1 1.1.2 运算放大器 . 1 1.2 闭环负反馈 . 1.3 带通滤波器 . 2 设计要求及方案 . 2.1 设计要求 . 2.2 设计方案 . 3 放大倍数 . 4 电路图 . 5 仿真输入输出波形 . 6 主要元器件参数 . 7

3、 总结及体会 . 参考文献 .2 233 34 4 5 5 6 71 设计原理及框图1.1 设计原理1.1.1 两级放大器为了尽可能保证不失真放大，采用两级放大电路。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AV=VO2i=O1*O2=AV1*ViVAV2 O1两级低频阻容耦合放大器参考方案方框图如

4、图1所示，它包括信号发生器、第一级、第二级、示波器。图1 二级低频阻容耦合放大器方框图1.1.2 运算放大器运算放大器是一种直流耦合，差模（差动模式）输入、通常为单端输出的高增益电压放大器，因为刚开始主要用于加法，乘法等运算电路中，因而得名。一个理想的运算放大器必须具备下列特性：无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。最基本的运算放大器如图1-1。一个运算放大器模组一般包括：一个正输入端(OP_P)、一个负输入端(OP_N)和一个输出端(OP_O)。图1-1 基本运算放大器1.2 闭环负反馈将运算放大器的反向输入端与输出端连接起来，放大器

5、电路就处在负反馈组态的状况，此时通常可以将电路简单地称为闭环放大器。闭环放大器依据输入讯号进入放大器的端点，又可分为反相放大器与非反相放大器两种。 反相放大器如图1-3。图1-3反相闭环放大器非反相闭环放大器如图1-4。假设这个闭环放大器使用理想的运算放大器，则因为其开环增益为无限大，所以运算放大器的两 输入端电压差几乎为零，其输出与输入电压的关系式如下：Vout = (R2 / R1) + 1) * Vin1.3 带通滤波器带通滤波器的作用是允许某一段怕你带范围内的信号通过，而将次频带以外的信号阻断。带通滤波器经常用于抗干扰设备中，以便接受某一视频带范围内的有效信号，而消除高频段和低频段的干

6、扰和噪声。图1-4非反相闭环放大器2 设计要求及方案2.1 设计要求已知条件：（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；（4）晶体管用3DG6。技术指标：（1）放大器不失真输出电压VO1000mv，即放大器电压增益AV250；（2）f=300Hz80KHz；（3）放大器工作点稳定。2.2设计方案1 采用集成运放可以采用集成运放来搭建放大电路。该方案设计简单，集成度高、精确度高，在参数上输入电阻很高，输出电阻低，采用集成运放放大小信号是很好的选择。 2 采用三极管采用三极管的级联方式组成多级放大电路。

7、三极管又可以分为三种放大电路：共射、共集和共基放大电路。三种方式有各自的特点。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，第一级为分压偏置的共射级放大电路，第二级采用同样的放大电路通过电容耦合连接起来。3 原始方案图每一级放大电路的电压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，所以两级放大电路的电压放大倍数为: Au=Uo1/Ui*Uo2/Ui2=Au1*Au23 放大倍数A 第一级的输出电压第一级电压幅值放大倍数为：Au1=266.795mV/4mV=66.7B 第二级的输出电压第二级电压幅值放大倍数为：Au2=1.09v/

8、266.795mV=4.09所以放大电路的总体放大倍数为一级和二级放大倍数的乘积：Af= Au1* Au2 =273（大于250，满足设计的要求）4 电路图及输出波形5 仿真输入输出波形蓝色是输入，红色是输出。 6主要元器件参数 表1-1主要参考元器件7 总结及体会：本次课程设计是迄今为止本人觉得意义最大也是收获最大的一次设计，身为电子信息科学与技术专业的学生，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。这是第一次接触这个软件，觉得这个软件真的很棒，用起来超方便的，这个仿真软件很形象的将我们所

9、想的电路能够用计算机运行出来，而且我们可以在上面很轻松的做出修改，在本设计过程中，Multisim帮助我进行了直观的仿真以及快速的测量。对于检查那些需要进行反复设计的计算值来说，Multisim是一个极其宝贵的工具，而且它能够在使用真正的元件进行电路原型设计之前给予我极大的信心。因为两级阻容耦合放大电路的电路图是固定的模式，所以我只需要设计元器件的参数，对着这个问题，刚开始我先大概的算出放大倍数大于250，然后根据输出与输入波形的比较以及幅频特性，慢慢的调节，是能够达到老师的设计要求。从理论设计到仿真软件的仿真，之后又经历了方案的确定，以及不断地调试直至成功。这些过程都需要我们积极动手动脑，借鉴书本知识，联合自己的电路图予以分析。本次课程设计可以说是对于以往所学的一次检测，过程不可谓不辛苦，收获不可谓不丰厚。本次课程设计，最重要的环节还是设计，设计的成功是实验成功的基础。所以设计环节必需积极动脑，动手，查阅相关资料，以求设计成功。前面的电路设计很令人头疼，我的电路相对并不是很复杂，仿真也相当的成功，但是从古至今就有一个不变的真理这之中的过程相当磨砺人的耐心。参 考 文 献1模拟电子技术基础 杨素行 高等教育出版社 20062集成电路原理及应用 谭博学 苗汇静 电子工业出版社 20083模拟