電壓放大器設(shè)計

1、課程設(shè)計名稱：模擬電路設(shè)計題目：電壓放大器學(xué)生姓名：學(xué)院（系）：信息科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)班級：自動化101班指導(dǎo)教師：設(shè)計時間：2011年12月1日 2011年12月13電壓放大器、設(shè)計目的、要求、步驟31、總目的32、設(shè)計要求33、設(shè)計步驟34、利用仿真軟件進行仿真4二、方案設(shè)計與論證41、設(shè)計要求總體分析42、方案設(shè)計4三、單元電路設(shè)計與參數(shù)計算四、總設(shè)計i7五、電路的調(diào)試與微調(diào)六、仿真結(jié)果展示七、 設(shè)計心得10八、 參考文獻10一、設(shè)計目的、要求、步驟1、總目的：設(shè)計仿真一個電壓放大電路目的：(1 )、 學(xué)習(xí)基本理論在實踐中綜合運用的初步經(jīng)驗，掌握 模擬電路設(shè)計的基本方法、設(shè)計步驟，培養(yǎng)綜

2、合設(shè)計與調(diào)試能力。(2) 、 學(xué)會電壓放大器的設(shè)計方法和性能指標(biāo)測試方法。(3) 、 培養(yǎng)實踐技能，提高分析和解決實際問題的能力。2、設(shè)計要求：即電路的技術(shù)指標(biāo)(1) 電源電壓vcc=12v(2) 電壓放大倍數(shù)au二7(3) 輸入電阻rilokq(4) 電路為三級放大電路(5) 電路最后一級為電壓跟隨器3、設(shè)計步驟(1) 、查閱有關(guān)資料，完成總體設(shè)計框圖(2) 、完成設(shè)計框圖各個部分的詳細設(shè)計，并選擇合適參數(shù)的電子 元器件完成各部分電路，繪制電路原理圖。4、利用仿真軟件進行仿真二、方案設(shè)計與論證1、設(shè)計要求總體分析設(shè)計要求放大倍數(shù)為學(xué)號后二位即放大14倍，最后一級為電壓跟 隨器電壓放大倍數(shù)約為

3、1倍，所以需要在前兩級中將電壓放大14倍, 由于輸入電阻要大于10千歐，所以選擇共發(fā)射集的電壓放大器，因 為多級電壓放大器的放大倍數(shù)為各單個電壓放大器放大倍數(shù)之積，所 以可選第一集放大7倍，第二級放大2倍。多級電壓放大器的輸入電 阻為第一級放大器的輸入電阻，即第一級電壓放大器的輸入電阻需大 于10千歐。計算前級的電壓放大倍數(shù)和輸入電阻時應(yīng)將后級的輸入 電阻看作前級的負載，計算后級的輸出電阻時應(yīng)將前級的輸出電阻看 作后級的信號源內(nèi)阻。2、方案設(shè)計采用三級放大電路形式：(1) 第一級為共發(fā)射級電路，不采用分壓偏置式，使其放大四倍， 其輸入電阻ri為兒十千歐的數(shù)量級，可實現(xiàn)設(shè)計要求電路的技術(shù)指 標(biāo)r

4、imlokq,而且放大倍數(shù)可以從一調(diào)至幾百倍，可調(diào)范圍很寬， 很符合放大倍數(shù)較小的電路，負載電阻較小。(2) 第二級也為設(shè)計偏置電路，采用分壓偏置式，利用放大倍數(shù)可 以近似決定電阻取值的優(yōu)點，使其放大倍數(shù)小于一，減小四倍；而且 其輸入電阻小，可以做第一級的負載電阻。(3) 第三級采用共集電路，不采用分壓偏置式，利用其作為電壓更 隨器的性質(zhì)，au略小于1。(4) 三級放大電路采用阻容耦合式連接，利用其三極管各個靜態(tài)工 作點相互獨立，互不影響的優(yōu)點。三、單元電路設(shè)計與參數(shù)計算1、第一級電路一一共射級電路的設(shè)計(1) 、選取三極管2n2221a,該型號三極管在(2) 、由設(shè)計電路要求技術(shù)指標(biāo)av=7

5、db,可得|av|-(rcrl)/re| 二 7;其中取 re=lkq,rc二4kq;(3) 、將此級電路靜態(tài)工作點q點設(shè)定為vceq=6v,由射級電路分 析可得 vccq vccicq(rc+re)icq= 0 lb;ibq=(vccubeq)/(rb+(l+ b )re)其中 vcc=12v, re=lk q ,rc=4k q, b =65,解得 rb(4) 、由共射級電路輸入電阻ri=rb/r+(14- b )re m 10k q2、第二級電路一一分壓偏置共射級電路的設(shè)計(1) 、選取三極管2n2221a,該型號三極管在(2) 、將二級靜態(tài)工作點q點設(shè)定為vceq=6v;vceq=vcc

6、-icqrc-ieqre;ubq 二(rb2/(rb 1 +rb2) vcc;(3) 又根據(jù)靜態(tài)工作點的要求，選取rbl=8kq;rb2=8kq;(4) 對于二級電路要是放大倍數(shù)為2,即au=2db,可得，au=- b (rc/rl)/(r+(l+ b )rel)當(dāng)re 1 »r則au-(rc/rl)/rel=2;根據(jù)以上選取rel=l k q ;re2二60k q3、第三級放大電路一一電壓跟隨器(1) 、選取三極管2n2221a,該型號三極管在(2) 、第二級放大電路的負載電阻為因此輸入電阻ri二rb/(r+(l+ b )(re/rl)=16 k q(3) 為了保證此電路具有電壓跟

7、隨作用，因此(l+0)re»r；選取re=4 k q!1!總設(shè)計圖五、電路的調(diào)試與微調(diào)由于是三極管間阻容耦合，各個三極管間的負載電阻與輸入電阻有誤差，所以初步電路圖誤差較大。經(jīng)過調(diào)試，使部分電阻稍微改變，使得放大更加接近于14o六、仿真結(jié)果展示器 xscl時何94513 ms946.113 ms0.000 s: t1t2t2.出駅 |6 ms/divhrifl100 msy/div逸適bit駅 |l0 mvtfdivrr t ir & j -|vea?2y©3?|0電平i。lvi|at0 i dc iac* 0 | dc | |a»52疋施| bq | &

8、quot;一ytt i b/ai atb-1.416 mv -1.416 mv0 000 v邇適_a -110.604 mv -110.604 mv 0.000 v反向 ： 僚 r | ext. triggerid12v100.c83 mv示波器-x scihf問180.013 ms180.013 ms0.000 s出幟 15 ms/divx垃震 oy/t 肺更 i b/a i afb通適_a104.670 mv104.670 mv0.000 v160.848 uv160.848 uv0.000 v庚向 |保徉,ext. trigger通道a出幟 1100 mvdiv ¥垃震 0af 0 | dc |q at 0 | dc | -通道b _出幟 120 mvdiv y垃設(shè) 0電平nr t ip b |1f l正怯|肚疲:自期 m七、設(shè)計心得通過這次對電壓放大器的設(shè)計與制作，讓我了解了設(shè)計電路的程 序，也讓我了解了關(guān)于電壓放大器的原理與設(shè)計理念。對于模擬電子 電路有了更深的認識。在設(shè)計中應(yīng)該考慮不同思路的設(shè)計方法，并且 比較他們之間的優(yōu)缺點，尋找出最適合的設(shè)計方案。本次仿真設(shè)計，我深刻認識到自己理論知識的不足，書本上的一 些知識還沒有吃透，各部分的原理圖設(shè)計經(jīng)過和同