模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書多級(jí)低頻放大電壓器

1、2009級(jí)模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書課題名稱 多級(jí)低頻放大電壓器姓 名學(xué) 號(hào) 院、系、部電氣工程系專 業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師2011年 7 月3日多級(jí)低頻放大電壓器20096526 摘要電子技術(shù)電路課程設(shè)計(jì)是從理論到實(shí)踐的一個(gè)重要步驟，通過這個(gè)步驟使我們的動(dòng)手能力有了質(zhì)的提高，也使我們對(duì)電路設(shè)計(jì)理念的認(rèn)識(shí)有了質(zhì)的飛躍。 本課程設(shè)計(jì)是對(duì)放大器對(duì)電壓放大的基本應(yīng)用，我們?cè)O(shè)計(jì)的二級(jí)低頻阻容耦合放大器嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)，能夠充分滿足的電壓放大倍數(shù)、頻帶寬、輸入輸出電阻等實(shí)驗(yàn)要求的性能參數(shù)，這次課程設(shè)計(jì)讓我們了解了類似產(chǎn)品的內(nèi)部原理結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)時(shí)我和搭檔設(shè)計(jì)了二級(jí)三極管放大電

2、路、可變放大倍數(shù)的二級(jí)運(yùn)算放大器電路等多種方案，由于考慮到器材的限制，我們最終采用了最為簡(jiǎn)潔的兩級(jí)運(yùn)算放大器電路，實(shí)現(xiàn)了用最少的元器件實(shí)現(xiàn)要求功能。一、設(shè)計(jì)目的 1掌握多級(jí)晶體管電壓放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置與調(diào)整方法，熟悉放大器的主要性能指標(biāo)及其測(cè)試方法。2掌握示波器、直流穩(wěn)壓電源、交流毫伏表、函數(shù)發(fā)生器和電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱等儀器設(shè)備的使用方法。（1）綜合運(yùn)用相關(guān)課程所學(xué)到的理論知識(shí)去獨(dú)立完成課題設(shè)計(jì)；（2）通過查詢相關(guān)資料，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析解決問題能力；（3）學(xué)會(huì)電路的安裝與調(diào)試；（4）熟悉電子儀器的正確使用；（5）學(xué)會(huì)撰寫課程設(shè)計(jì)的總結(jié)報(bào)告二、設(shè)計(jì)要求用分立元件實(shí)現(xiàn)：1. 要求電壓放大倍數(shù)：|a

3、u|6002. 輸出電壓峰峰值: up-p10v (rl=1k)3. 輸入輸出阻抗: ri100k, ro504. 通頻帶: 10khz三、設(shè)計(jì)方案及原理框圖該放大器采用三級(jí)放大：輸入級(jí)差分放大電路中間級(jí)：恒流源共e放大電路輸出級(jí)：互補(bǔ)對(duì)稱放大電路路路電路小信號(hào)輸入信號(hào)輸出放大器（一）輸入級(jí)設(shè)計(jì)與分析該級(jí)放大電路為電壓放大電路，作為輸入級(jí)，既要有較大的輸入阻抗ri，以保證輸入的小信號(hào)能得到有效的放大，又要有較小的輸出阻抗ro，以保證該級(jí)被放大的信號(hào)有效的傳遞到下級(jí)；可作為輸入級(jí)的單管放大電路主要有共c放大電路和差分放大電路。但作為輸入級(jí)應(yīng)該有較好的抗干擾性。如圖1：圖1差分電路由于管特性相同和

4、電路元件對(duì)稱，所以當(dāng)溫度升高時(shí)，兩管的集電極電流將得到同樣的增量，即ic1=ic20而雙端輸出為uo=ic1rc-ic2rc=0，所以輸出沒有零點(diǎn)漂移。當(dāng)ui1=ui2時(shí)，在對(duì)稱條件下，則雙端輸出uo=kuil-kui2=0。差模輸入時(shí)，具有放大能力，當(dāng)ui1=-ui2差模輸入時(shí)，兩面三刀管集電極輸出分別為uc1=-kui1、uc2=-kui2；所以，差模放大倍數(shù)kud:kud=(uc1-uc2)/(ui1-ui2)=(-ui1k-ui1k)/2ui1=-k=(-)(hferc)/(rs+hie)圖1中的差分發(fā)大電路具有穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的能力，射極度電阻re對(duì)共模信號(hào)及溫漂電平均有很強(qiáng)的負(fù)反饋?zhàn)?/p>

5、用。例如在溫度升高時(shí)，ic1、ic2都同時(shí)增加，并產(chǎn)生下列負(fù)反饋過程：結(jié)果使ic1、ic2的實(shí)際變化相對(duì)地減小，這里re起著恒流作用，從而穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，顯然re越大，恒流作用也越大，抑制零漂的能力也就越強(qiáng)，引入輔助電，以抵消re的壓隆。使射極度對(duì)地電位能維持正常的數(shù)值。值得注意的是，對(duì)差模信號(hào)，re不起負(fù)反饋?zhàn)饔茫虼?，它不?huì)降低差模信號(hào)的放大倍數(shù)。理論計(jì)算輸入阻抗ri2(rs+rbe)（二）中間級(jí)設(shè)計(jì)與分析中間級(jí)的主要目的是對(duì)電壓進(jìn)行放大，得到較大的電壓信號(hào)。共c放大電路適合放大電壓但其電壓增益小于1；共b放大電路適合放大電流，所以最終采用共e放大電路。共e放大電路有較好的電流、電壓發(fā)大作

6、用，其缺點(diǎn)是輸入阻抗ri小，輸出阻抗ro較大，但前級(jí)的差分放大電路有較小的輸出阻抗，所以在該電路中可用共e。同時(shí)，又采用了恒流源，大大增加了交流電阻，提高了電壓增益。如圖2:圖2（三）輸出級(jí)設(shè)計(jì)與分析中間級(jí)的電壓增益已達(dá)到極限，但其輸出阻抗較大，不適合接負(fù)載，所以沒有多大的實(shí)際意義，故增加了最后一級(jí)功率放大，在保證輸出信號(hào)不失真的條件下減小輸出阻抗，提高帶負(fù)載能力。所以選擇互補(bǔ)對(duì)稱式電壓放大電路，如圖3：四、單元電路設(shè)計(jì)及主要元器件參數(shù)計(jì)算采用三級(jí)管對(duì)信號(hào)放大的原理，設(shè)計(jì)了如下圖所示的二級(jí)低頻阻容耦合放大電路，通過改變各電阻的相應(yīng)阻值可以改變二級(jí)放大電路的放大倍數(shù)。五、電路圖六、調(diào)試及故障分析

7、電路的調(diào)試調(diào)試時(shí)應(yīng)小心謹(jǐn)慎，電路安裝完畢后，首先應(yīng)檢查電路各部分的接線是否正確，檢查電源、地線、元器件的引腳之間有無短路，器件有無接錯(cuò)，再接入電路所要求的電源電壓，觀察電路中各部分有無異?，F(xiàn)象，如果出現(xiàn)異常，應(yīng)立即關(guān)閉電源，排除故障后重試實(shí)際設(shè)計(jì)與測(cè)試1、軟件仿真環(huán)境與測(cè)試幅值：2、軟件仿真環(huán)境與測(cè)試頻譜：3、實(shí)際測(cè)得本放大器頻率特性:七、設(shè)計(jì)總結(jié)：身為電氣工程及其自動(dòng)化的學(xué)生，設(shè)計(jì)是將來我們必需的技能，是生存立業(yè)的根本，而此次實(shí)習(xí)恰恰給我們提供了一個(gè)應(yīng)用自己所學(xué)知識(shí)的平臺(tái)，使我們的書本知識(shí)不再只是局限于大腦而是用于實(shí)踐。在做設(shè)計(jì)前，需要查閱大量的相關(guān)資料，對(duì)于相關(guān)的設(shè)計(jì)做到心中有數(shù)，明白不同

8、設(shè)計(jì)的優(yōu)與劣，做到最優(yōu)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，要對(duì)自己設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行理論分析，判斷可行性，盡量多的考慮外界因素對(duì)其造成的影響，以方便在不同需求時(shí)做出相應(yīng)的改變；其次就是對(duì)電路的仿真，一般分為軟件仿真和硬件仿真，當(dāng)然軟件的效果比較差，它都是在理想條件下成立的，即理論上得到的，所以硬件仿真是最重要的。在完成所有電路的硬件仿真之后，達(dá)到預(yù)期的效果之后就可以開始制作電路，可以制板或者焊板，根據(jù)需要。設(shè)計(jì)和制作完成后，寫出總結(jié)還是很必要的。我想我在設(shè)計(jì)和制作過程中一定會(huì)遇到不少的麻煩，它正是我們進(jìn)行設(shè)計(jì)的一個(gè)最主要的緣由。把它寫下了，可以提高我們解決問題的能力。同時(shí)，通過這次發(fā)大器的設(shè)計(jì)讓我對(duì)三極管的特性有了更深刻的了解，學(xué)會(huì)了調(diào)節(jié)三極管靜態(tài)工作點(diǎn)，明白了靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)三級(jí)管的放大特性有著極其重要的影響。