实验六：两级放大电路的设计

模拟电路单元及系统实验华南理工大学吕念玲主编

甘伟明刘凤军参编及课件制作机械工业出版社出版实验目的掌握多级放大电路的工程设计方法、组装调试技术和实验方案的设计方法。培养学生灵活运用所学知识,分析与解决电路实际问题能力,加强实验全过程的训练。设计任务11．设计题一：

用分立元件设计一阻容耦合两级放大电路，在电源电压为12V，Vi≤5mV，信号源内阻为50Ω，RL=5.1kΩ的条件下，满足以下指标要求：（1）Ri>10kΩ；（2）Av>250；（3）BW=50Hz~50kHz；（4）D<5%。设计任务22．设计题二：

用分立元件设计一阻容耦合放大电路，在信号源内阻为50Ω，Vi≤10mV，RL=1kΩ的条件下，满足以下指标要求：（1）Vo≥1V；（2）Ri≥20kΩ；（3）fL<30Hz；（4）AV的稳定度提高10倍。设计题一提示设计题一：（1）从设计指标要求看，设计该放大电路应从电压放大倍数、输入电阻和减小失真等方面考虑，至于通频带，由于要求不高，一般较容易达到，设计时可暂不考虑。（2）指标要求该放大电路是对小信号放大且放大倍数不高，同时为了稳定工作点，采用两级分压式偏置的共发射极放大电路即可达到设计要求。（3）为了满足输入电阻和失真度小于5%的要求，各级射极须引入交流串联负反馈。（4）指标中，上限频率为50kHz，要求不高，故可选用一般的小功率管。现选用NPN型9013，取β=150。设计题二提示（1）从设计指标要求看，设计该放大电路应从电压放大倍数及其稳定性、输入电阻等方面考虑，至于通频带，设计时可暂不考虑。（2）设计指标要求放大电路的电压放大倍数的稳定度较高，因此电路应引入适当的电压串联负反馈。（3）设计指标要求输入电阻的要求较高，须采用串联负反馈才可达到设计要求。（4）其余与设计选题A相同。设计指南放大级数的确定指标分配各级静态工作点的设定电路形式的选择半导体器件的选择偏置电路设计与计算指标核算与电路确定详细方法参见本书3.3.1及节放大级数的确定

多级放大电路的级数主要根据对电路的电压增益（放大倍数）的要求来确定。由指标要求：

Av>250

放大电路的级数。电路形式的选择

要考虑的因素主要包括：是小信号放大型还是大信号（功率）放大型；各级放大电路的组态及级间信号的耦合方式等。由指标要求：Vi≤10mV放大电路是小信号放大型；由Ri>10kΩ和D<5%放大电路的组态；由BW=50Hz~50kHz放大电路级间信号的耦合方式；由Ri>10kΩ是否需引入负反馈?何种负反馈?

——设计指南指标分配—放大倍数的分配

通常，分配给前级放大电路的电压增益低一些，后级放大电路电压增益高一些为宜，并要留有15%～20%的余量。要求AV>250，设计计算时可取AV=300，其中取T1级AV1=？，T2级AV2=？

半导体器件的选择半导体器件根据电路输出信号幅度、通频带、输入阻抗及电路的某些指标要求来选择。

指标中，电路为小信号放大，对电路噪声没有特别要求，上限频率fH=50kHz，要求不高，故可选一般的小功率管。现选取NPN型管9013，测量其取β=150。动态范围估算：T1级：T2级：——设计指南各级知静态专工作听点的展设定≥可见暮，备T1级VCE秋Q1可选适小些烛，T2级VCE返Q2可选电大些缺。T1垂级静盒态工症作点砖确定内：由指标要求：Ri>10kΩrbe1ICQ1由IＣQ1IＢQ1

选定ICQ1和ＶCQ1的值VCE艰Q的选宣择要考浅虑到基电路喂在正沸常工为作范获围应因使输势出电颂压幅调度Vom渣足够泳大，洋同时甘在满画足放颂大倍赏数的砌前提艺下，肆输出疏电压礼不应赞出现梅饱和网失真副，为突此,VCE亮Q应满但足下林列关冤系：ICQ取值励考饮虑：ICQ设定澡主要饿根据ICQ≥ICM+ICE食Q，由裹于小脱信号桥电压厌放大嘱电路ICM较小请，另塞从减胞少噪姑声及茂降低拨直流畏功率菜损耗鬼出发煎，掀T1辽、T荣2工贺作电晶流应寄选小后些，只并取锦前一漂级电扫流小酿于后印一级栗电流翼。——私设计笛指南T２祥级静喝态工强作点龄确定幻玉：由ICQ砖2＞ICQ掉1和VCE嗽Q2＞VCE干Q1选定ICQ傻２和ＶCQ泡２的值偏置狂电路竖设计品与计饭算偏置冲电阻Rb1、Rb2值的咳选择，

由电源电压VCCVBQ;由I1=(5～10)IBQ１

和VBQRb2

和Rb１。射级涝电阻Re的窑选择Re

由——壶设计圣指南集电商极电暴阻Rc的致选择集电株极电垦阻Rc的选崇择:立一是钱要满膛足放疮大倍蒙数要求，炼二是乱不能艺产生歼饱和失真竞。RC

由或由RC

——事设计盈指南各电呜容值骗的选幼择耦合违电容C1和C2的恼作用赌是隔受直流否耦合咸交流锹，对悟交流卫信号锄应是敏近似剃短路岂，所乡丰以耦房诚合电鄙容的粘阻抗济应远恨小于唯与之柏串联践的电叙阻，造旁路老电容密阻抗障应远映小于印与之成并联消的等烛效电凉阻。在本袭电路旧中，顿电容急的耐炉压值党应取毫实际渔工作寸电压高的2钻倍以拼上．——姨设计艳指南指标臭核算贸与电迎路确淹定静态筐工作思点的仪核算T1催级：与上类述取票值比交较，琴是否高符合带设计闯要求辛。T２铺级的吨核算动与着T1烟级相昏同。指标砖核算享是指嚷根据维已设改计的葬电路摇参数便逐级排进行阔理论纪计算击，核室算各申项指纷标（够静态帽工作雹点、Av、Ri、Ro、fL、fH等）是犯否满留足设址计要虏求，度否则膊需要季重新鉴设计扯计算统。尤其咐是对挎静态狮及动顽态指淡标均博有影丛响的业电路售参数声，需芽要通伟过指组标核借算，滩确认掉其取慢值是幻玉否合浮理。——蹦设计俱指南指标闷核算核算Ri、Av、BW是否嚼符合争下列蓄指标吵的要米求：Ri>1婶0k返Ω；Av>偏25给0；BW=5眼0H副z~血50炕kH怖z否则冤需要胶重新较设计塌计算有。核算众无误羞后，喝画出妇整机敏电路熔图，敏列出封元器泻件清苏单表仅。——责设计势指南面包养板的缴结构凹槽艺，凹网槽上丝式下不轿连通电位器电源接入插孔电源输出接口电位器输出接口信号输入接口信号输出接口第一块面包板第二块面包板实验利箱内击电位畜器、唯电源摘接入例插孔浊、信汪号输拍入、往输出通接孔抓内部互不扔连通，使冒用时需用裂导线庙连起来较。为抹了避姻免干栏扰，员安装蛋时用第访一块沃面包持板。提醒础：——沃电路宇的安企装每列有5个小孔且互相连通，但每列之间的小孔不连通。两行辈插孔秘，每盒行插奴孔中灰的小绿孔互具相连捎接，强但两宪行绝括缘，漆可作屑为电李源线泛或地籍线使锻用。布线夜要点1、形接俗线前孕应先扎画好片布线从图，送以免章发生扬差错协，一般掘以集专成电郑路或捧三极刘管为提中心面，并根呀据输叮入输上出分需离的潮原则握，以片适当炎的间鞋距来报安排赵其他怕元件总。2、根集成掉块与兰晶体织管的谨布局邪，一知般按主尊电路绒信号愈流向州的顺甩序在僵插座徒板上姨直线好排列片，各级磁元器谅件围帆绕各鸟级的坝集成想块或惜晶极花管布谎置，各元搬件间值的间拆距应芝视周倘围元穗件多竟少而溉定。3、角第一宰级的亚输入田线与灾末级哗的输腿出线章、高压频线歼与低刃频线民要远离，以遵免形堡成空间积交叉画耦合。4、断合理养布置竟地线吉。当剑电路饥有多劳级时钩，应将魔各级匠单独卖接地计，再宜分别钓接公沙共地窄线。——谱电路盈的安扁装布线嫩注意鲁事项1、采布线赏的顺分序一愉般是先布常电源艺线与钻地线，然碰后按乏布线悠图从输坟入到桶输出依次法连接浸好各拍元器刃件和乎接线有。在宜此条臂件下润，尽姿量做浙到接线赠短、小接线凝少、过测量膀方便。2、懂集成膏电路扑的安苍装：堪集成找电路汪引脚厌必须沈插在壳面包政板中鞠央凹难槽两备边的您孔中丙。3、盐为按便于耍检查淡，尽食可能虽采用怪不同拔颜色执的导绵线；便尽量堡在器柱件周呼围连引线，并不轻允许富导线红在集骄成块丈上方花跨过域，或捐从三纸极管诸下方耽穿过牺。4、查线序无误转，才圆能接楚通电粱源。查锣线时看仍以更集成持电路俘或三劈燕极管揉的引介脚为付出发少点，护逐一俩检查施与之安相连直的元狠件和框导线威。——滤电路翠的安丝式装如图职(1猎)所镰示单嫂级放辅大电剧路中凡，电位训器R补P在后中间寻时为驼最佳鸦状态桥，输入臣为正夕弦信愈号，同当输皆入信款号Vi和电辆位器现RP意阻值僵逐渐叹增大战时，贩输出玩电压VO首先傅出现元的波形端为（面）图（归1）ＡＢＣ课前钥提问则:如图顷（１影）为衔所示给放大足电路闻的幅盏频特估性曲疏线，论若将御旁路增电容妇Ce螺的值眯变为锋10桶0u召F，徐其幅晨频特费性曲跟线有挠何改鹿变？博（电）图１ＡＢＣ实验魄内容自拟就步骤稀测试杜下列见指标储参数咸：1．完成闻静态滚工作津点的骨调整协，并列表测量向每一妥级静牢态工嘱作点屑Q的晴参数递。2．列表测量聚第一往级的秃增益AV1、第荷二级揪的增戴益AV2及两萝级总促的增赞益AV。3．列表测量幼总电叨路的Ri、Ro、BW吹。4．降测量废放大签电路佣输出闲波形故的失貌真度D。——忌调试辟与测酬量把测量结果与设计任务中的指标要求对照，看是否满足指标要求。实验社前,蓝应先稍用数帽字万耀用表致测量登三极侮管的Β值，江同时夺判别妙三极据管的鸡好坏礼。——腔故障佳分析直观沸检查犁法—通过辉观察瓶故障稼状态版的具独体现热象，污直接呢发现琴故障幕位置勿的检贴查方灿法。冶它是龙一个综弓合性揭、经匀验性鞋、实杯践性锄很强渗的检捷查方小法，悦检查废故障屯的原慎理很套简单齐，实漂际运认用过细程则不字容易恳。排查法故障丹的常达用方概法及装步骤家：追踪明信号秩踪迹傻的信要号寻购迹检残查法—利骂用信掀号寻卫迹器桃，查百找信意号流絮程踪庭迹来瞎确定敌信号罩有还是袋没有玩，来浊确定馆故障阶位置真的检朴查方却法。第实验片室一寨般使注用示搏波器源作为兄寻迹铁器。检查禽法方法乓如下擦；故障现象判断故障级

确定故障点

修复电路

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