两级负反馈放大电路

1、2012-2013学年第学期?如崔寥烷模拟电子技术基础课程设计报告题目：专业：电子信息工程班级：11信息（1）班组成员：余俊明徐龙张超龙钱叶辉指导教师：坦i电气工程学院2013年6月5日任务书课题名称两级负反馈放大电路指导教师（职称）吴慧倪琳执行时间2012-2013学年第二学期第15周学生姓名学号承担任务葛自立1109121010总原理图绘制钱叶辉1109121025安装与调试陶轮1109121030方案设计与论证徐龙1109121040性能测试与分析俞俊明1109121045兀器件的列取与整理张超龙1109121046单元电路设计姚姚1109121044相关参数计算魏伟1109121037

2、资料收集与整理设计目的1）掌握多级放大倍数与各级放大倍数的关系。2）学习在多级放大电路中引入负反馈的方法。3）掌握负反馈放大电路的测试方法，理解负反馈对放大电路动态特性的影响。设计要求1）全部使用分立元件。2）电压放大倍数Au>50;3）fH=100MHZfL=50HZ;两极负反馈放大电路摘要负反馈是一种以电路来改善电路的重要方法之一，它能有效的改善放大器的性能，负反馈理论和负反馈技术在电子电路中得到了极其广泛的应用。所以对负反馈放大电路研究方法的探究就显得特别重要且具有一定的实际意义。本设计原理是利用具有放大特性的元件，如三极管，三极管加上电流后输入端的微小变化引起输出端的较大变化，再

3、通过负反馈网络求得净输入量的值，通过仿真观察出波形图。此次主要设计步骤有方案的设计与论证，反馈方式的选择，电路的设计与绘制，以及运用Multisim进行仿真测试设计电路的性能。而电路设计中所采用的三极管、电阻等元器件都是比较容易见到和使用到的，故为电路的操作、测试、分析等工作都带来方便。关键字：负反馈；放大器；电阻目录第一章方案设计与论证1.设计原理：1第二章负反馈对放大器各项性能指标的影响21 .反馈方式的选择21. 电路的确定23 .放大管的选择2.电容的选择2第三章单元电路设计与参数计算31. 第一级放大电路参数设定32 .第二级放大电路参数设定4总原理图5图3.35第四章性能测试与分析

4、61. 负反馈放大器放大倍数的测试：62.测放大电路的频率特性：7第五章结论与心得91. 实验结论9心得体会9参考文献1.0附录1.1答辩记录及评分表.12第一章方案设计与论证、拜浦入借号L、基本放大电路输Hg-A1反馈佑H反馈网咯F1.设计原理：图中x表示电压或k朔|甘；箭头表示信号传输的方向；符号。表示输入求和，+、-表示输入信号-与反馈信号是相减关系（负反馈），即放大电路的净输入信号为:XidXiXf基本放大电路的增益（开环增益）为：AXo/Xid负反馈放大电路原理框图1.1反馈系数为：FXf/X。负反馈放大电路的增益（闭环增益）为：AfXo/Xi第二章负反馈对放大器各项性能指标的影响负

5、反馈的电路形式很多，但就基本形式来说，可以分为4种：即电流串联负反馈；电压串联负反馈；电流并联负反馈；电压并联负反馈。一个放大器，加入了负反馈环节后，虽然会牺牲一部分增益，但对放大器一系列性能指标产生很大影响和提高。因此，可以根据实际情况的需要，引入任一形式的负反馈，从而使放大器的性能符合实际情况的需要。1?反馈方式的选择根据信号情况来选择反馈方式，当要求放大电路稳定电压输出时，就需要电压负反馈;当要求放大电路恒流输出时，就要采用电流负反馈。根据放大电路输出电阻来选择串联或并联方式，当要求放大电路具有高的输入电阻时，采用串联反馈；当要求放大电路具有低的输入电阻时，采用并联反馈。根据设计要知求此

6、设计采用电压串联负反馈。1) 电路的确定输入级的放大管的静态工作点一般取IE1mAUCE=(1?2)V,不允许取较大的电流，所以输入级应具有较高的输入电阻，故采用共射放大电路。2) 输出级负载电阻较大，而且主要是输出电压，故采用共集放大电路。其特点为从信号源索取的电流小而且带负载能力强。2. 放大管的选择由于Q2需要输出电流的最大值ILM2IL1.4mA，为了不失真，要求|e32Ilm,因此它的射极电流IE321.4mA?3mA由于要求通频带较宽50HZ100mH歇选用2SC2786其特性频率较高，导通截止特性良好。3. 电容的选择由于电容对直流虽的容抗无穷大，所以信号源与第一级放大电路、第一

7、级与第二级、第二级与负载之间用耦合电容连接没有直流虽通过。旁路电容可产生一个交流分路，将混有高频电流和低频电流的交流电中的高频成分旁路掉，把输入信号中的高频噪声作为率处对象滤除高频杂波，故将第一级的射极并联一个旁路电容。第三章单元电路设计与参数计算1.第一级放大电路参数设定UBE>Un旦UCEUBE三极管工作在放大区时满足的条件为:在电路的直流通路中，节点B的电流方程为1R1=1R2+1BQ为了稳定静态工作点，通常是参数的选取满足IR2?|BQ因此，*|R2,B点电位为UBQR1R23-13-2式3-2表明基极电位几乎仅决定于R2与R对Vcc的分压，而与环境温度无关。提高输入电阻而又不致

8、使放大电路倍数太低，应取rbe1=rbb'+(1+1)业=300)+(1+80)26=2.256k?11E1利用同样的原则，可得A51Rc/RlUi为了获得高输入电阻，且取A1=50,取R,Ueq=1V,再利用1曰(R+F4)=U得出R5=23?，选R为20?为了IE1=1mA并选1=80,3-311gR9_be1R=1.0k?,代入Ad=50,EQ求出F3=5.1K?。为了计算为了计算R2,可先求冷1=*05=0.00625mA=6.25uA80由此可得R2UeqUbqeq雯24kIB1为了确定阻R,利用uVCC1C1(R1RC1)UC1可求得R180Q2.第二级放大电路参数设定确定

9、第二级的电路参数。电路图如图2所示图3.2第二级放大电路倍数Au2为了稳定放大倍数，在电路中引入R9,取R=1.0k?,由此可求出这级的电压放大因为IE2=lmA且280,所以代入公式rbe2=rbb+UoA2Ui(1+P2)1E2rbe2Ut=300+(1+80)26=2.308k&/侃r3/R93-4又由于第二级为共集放大电路，故入21由此可以解得R8=3I?选取Uce23V,Ic1mAVCC1B1中61B2小7可解得Rs62k,R720k则由|B1|B2|B公式确定G:C5。由于有两级电容耦合，根据多级放大器下限截止频率的计算3-5fndf2L2假设每级下限频率相同，贝咯级的下限

10、频率应为3、L'1.1.2又因为A=50HZ1所以Ci53：102g3.14gflrRl因此，选用10F电解电容4.82:16.1166F4.82:16.1F总原理图<riv”人，1«iih-近Iv”%hi&taBbI.>|-jp1顶二曲L<II7?Ttin一“J_c*1图3.3第四章性能测试与分析用Multisim7软件对负反馈放大器进行仿真分析。1. 负反馈放大器放大倍数的测试：将所有元件及仪器调出并经整理连成仿真电路图。.1将图中的负反馈断开，对电路进行仿真，可见无负反馈时的输入输出波形如图4.1474.23Smsc010TB3遹道周1.021

11、V1.027V6.2人4mV所示。通适-日13.962mV14.077mV115-267H保存放大器输入、输出波形图4.1.2由图4.1.2可算出放大器的放大倍数为Au二虽=1027mv/14.077mv=73Ui2.测放大电路的频率特性基本界面右侧虚拟仪器工具中关闭仿真开关，在电机电子仿真软件Multisim7a._.刀BodePlotter按钮，调出虚拟波特仪“XBP”。更新组建仿真电路如图C3421所示。TAiaAr-ML土-ELWr-KXRLO2E亡C3uoMr-sc:?Reverse”按钮,CAZ2i4.r-E匚匚图421双击示波仪“XBP1图标，弹出虚拟扫频仪放大面板，按下“扫频仪

12、放大面板左边屏幕显示的是放大电路的频率特性曲线，如图422所示。负反馈放大器频率特性曲线图422从屏幕下方显示的数据中，我们可以看到：频率特性曲线中间平坦部分为放大电路中频段，放大电路增益基本不变且最大；左侧为频率低端、右侧为频率高端，它们的增益都会降低。图422中读数指针所在位置表示：频率为84.645kHz时,电路增益37.12dB0将读数指针分别移到下限频率和上限频率点，分别可读出电路的下限频率和上限频率。图423负反馈放大器下限频率图424负反馈放大器上限频率由频率特性曲线可知,放大器的下限频率为：fL=56.381Hz放大器的上限频率为：fH=95.918MHz第五章结论与心得实验结

13、论本设计通过对两级阻容耦合放大电路引入电压串联负反馈前后进行电路仿真，由仿真结果可以得出这样的结论：对电路引入电压串联负反馈，会减小其下限频率，增大其上限频率，从而使其通篇带变宽；引入电压串联负反馈，会减小电路的电压放大倍数，并增大电路可不失真放大的最大信号幅度，减小非线性失真；引入电压串联负反馈，会增大输入电阻，减小输出电阻。最后通过测虽计算验证了AF1/F的结果。此设计基本成功。1. 心得体会通过这次的课程设计，我们对模拟电子技术基础这门课有了更深更好的理解。这些知识不仅在课堂上有效，在日常生活中更有着现实的意义，也对自已的动手能力是个很好的锻炼。在设计过程中，整个组队的成员都努力的分析课

14、题，积极参与讨论。经过层层解剖，最终设计出了本实验的原理图，再运用各种软件进行绘图与仿真，大虽运算，得到了检测结果。本次课程设计，不仅锻炼了我们的动手能力，也提高了我们解决问题的能力，更明白了知识和团队的力虽。更更要的是，我们熟悉了常用电子器件的类别、型号、规格、性能以及其使用范围，学会了利用Multisim进行仿真。我们能通过查找资料，查阅有关的电子器件图书等来帮助完成设计。这次的设计让我们感受到，在我们不懂得问题上，利用网上和图书馆的资源，搜索查找需要的信息以及和同学之间相互讨论、相互交流、积极配合也尤为更要。1 参考文献浙江大学出版社模拟电子技术基础高等教育出版社模电数电基础实验及Mul

15、tisim7仿真半导体集成电路清华大学出版社模拟集成电子技术基础东南大学出版社附录元件清单编号器件*型号十数:Ez标斗1心三极管2SC2786OQiQ汩2卫电容卫lOuF*1CILCA电阻口821cJ1JR:斗P11电阻心2斗岭P日寺电阻+5.1k-zR.p6心电阻口1的7P电阻心22RJP加电阻口6加R悴电阻卫20心1JRp10P电阻3.Oh1Rwm电阻心l.OkAu212P电阻心1gKJ博答辩记录及评分表课题名称两级负反馈放大电路答辩教师（职称）吴慧倪琳答辩时间2013学年第二学期第15周1、为何设计电路米用电压串联负反馈方式？答：本设计电路需要有稳定电压输出且需要筒的输入电阻，所以电压串

16、联负反馈正合适。2、米用电压负反馈的优点？答：会减小其下限频率，增大其上限频率，从而使其通篇带变宽;减小电路的电压放大倍数，并增大电路可不失真放大的最大信号幅度，减小非线性失真；会增大输入电阻，减小输出电阻。3、在设计多级放大电路时，各级静态工作电流选取的一般原则是什么？答：静态工作点的设置要求使各管都工作于放大区，且有足够的动态范围。另外，由于增益与工作点有关，设置工作点时要兼顾增益的要求。4、在所设计的电路中，为消除自激振荡所加入的相位补偿电容接在什么位置最合理？为什么？答：首先应加在反相放大的输入输出两端间作为密勒补偿电容，再考虑到利用密勒效应使反相放大的增益尽可能大，以使等效的密勒电容值尽可能大，因此密勒补偿电容应接在增益最筒的第二级的输入输出两端间最合理。5、如何防止或消除失真现象？答：首先采用负反馈方式能有效防止失真现象出现。再者，可以适当调节Q以保证电路工作在放大区来消除失真。6、上下限频率受哪些因素影响?答：旁路电容的变化影响下限频率，静态工