模電課程設(shè)計(jì)

四川航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系課程設(shè)計(jì)專業(yè)名稱：G10應(yīng)用電子技術(shù)課程名稱：模擬電子技術(shù)課題名稱：負(fù)反饋放大電路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)人員：沈任秀指導(dǎo)教師：謝海2011年《模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)》任務(wù)書一、課題名稱：負(fù)反饋放大電路的設(shè)計(jì)二、技術(shù)指標(biāo)：1、工作頻率：f=30HZ~30KHZ。2、信號(hào)源：Ui=10mv(有效值)，內(nèi)阻RS=50Ω。3、輸出要求：U0≥1V（有效值），輸出電阻小于10Ω，輸出電流I0≤1mA(有效值)。4、輸入要求：輸入電阻大于20KΩ。5、工作穩(wěn)定性：當(dāng)電路元器件改變時(shí)，若△Au/Au=10%,則△Au/Au<1%。三、要求：1、掌握共射、共集、共基基本電路的組成、工作原理、特點(diǎn)及分析方法；熟悉改進(jìn)放大電路，理解多級放大電路的耦合方式及分析方法。2、掌握反饋的基本概念和反饋類型的判斷方法，理解負(fù)反饋對放大電路性能的影響，熟練掌握深度負(fù)反饋條件下閉環(huán)增益的近似估算。3、論文格式按系下發(fā)的《課程設(shè)計(jì)格式要求》統(tǒng)一執(zhí)行。4、要求原理圖、印制板圖、裝配圖三圖齊全（印制板圖和裝配可合二為一）。指導(dǎo)教師：謝海學(xué)生：沈任秀電子工程系2011課程設(shè)計(jì)報(bào)告書評閱頁課題名稱：負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì)班級：G10應(yīng)用電子技術(shù)2班姓名：高敏2011年06月07日指導(dǎo)教師評語：考核成績：指導(dǎo)教師簽名：2011年月日摘要

電子線路課程設(shè)計(jì)是一種實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，加強(qiáng)工程訓(xùn)練，特別是技能培訓(xùn)，對培養(yǎng)一個(gè)專業(yè)人才有著非常重要的作用。電子線路課程設(shè)計(jì)教學(xué)是一個(gè)重要的方面，包括它實(shí)際的主題，電子電路設(shè)計(jì)，裝配，測試和總結(jié)報(bào)告和其他實(shí)際內(nèi)容準(zhǔn)備的選擇。在負(fù)反饋電路的應(yīng)用非常廣泛，負(fù)反饋的使用是降低成本的放大，其目的是為了改善放大器的電路，如放大的穩(wěn)定性，性能，改變輸入和輸出阻力，減少非線性失真擴(kuò)大通帶等等。由電阻，電容，二極管，晶體管等經(jīng)過布線，焊接，檢測等工作，形成一個(gè)負(fù)反饋電路。負(fù)反饋放大電路能夠有效的改善放大電路的性能，掌握反饋放大電路反饋組態(tài)的判斷方法，可以了解放大電路的性能特點(diǎn)，提高分析問題、解決問題的能力，提高學(xué)習(xí)效率，為以后的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：

三極管放大級電路負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)Abstract

ElectronicCircuitDesignisaverypracticalcourse,strengthentheengineeringtraining,especiallyskillstraining,todevelopanewprofessionalhasaveryimportantrole.ElectronicCircuitDesignisanimportantaspectofteaching,includingitsrealtheme,electroniccircuitdesign,assembly,testing,andsummarizingthecontentsofthereportpreparationandotherpracticalchoice.Inthenegativefeedbackcircuitiswidelyused,theuseofnegativefeedbackistoreducethecostofamplification,whichaimstoimprovetheamplifiercircuit,suchastheamplificationofthestability,performance,changetheinputandoutputresistance,reducetheexpansionofpass-bandnonlineardistortionandsoon.Bytheresistors,capacitors,diodes,transistorsandsoonthroughwiring,welding,testing,etc.,toformanegativefeedbackcircuit.Negativefeedbackcircuitcaneffectivelyimprovetheperformanceofamplifiercircuit,thefeedbackcontrolfeedbackcircuitconfiguredtodeterminemethodstounderstandtheperformancecharacteristicsofamplifiertoimprovetheanalysisofissues,problem-solvingskills,enhancelearningefficiency,learningforthefuturelaysolidfoundation.

Keywords:TransistorAmplifierstagecircuitNegativefeedbacknetwork目錄第1章技術(shù)指標(biāo) 71.1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 71.1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 71.1.2設(shè)計(jì)要求 7第2章原理設(shè)計(jì)與框圖 72．1負(fù)反饋放大電路的基本框圖 72.2反饋網(wǎng)絡(luò)選擇的一般原則 82.3放大管選擇的一般原則 82.4級數(shù)選擇的一般原則 8第3章設(shè)計(jì)方案及選定 93.1方案一 93．2方案二 93．3方案三 103.4電路的選擇 103.4.1輸入級選擇的一般原則 103.4.2中間級選擇的一般原則 103.4.3輸出級選擇的一般原則 113．5方案選定及總框圖 11第4章單元電路的設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算 114.1雙管放大單元電路的計(jì)算 114.1.1確定第一級的電路參數(shù) 114.1.2確定第二級的電路參數(shù) 124.2輸出級的計(jì)算 144.2.1確定及Vcc 144.2.2確定及 144.2.3確定及 154.3反饋元器件 15第5章核算技術(shù)指標(biāo) 155．1核算 165.1.1核算射級術(shù)出器的電壓放大倍數(shù) 165．1．2核算第二級電壓放大倍數(shù) 165．1．3核算第一級電壓放大倍數(shù) 165．2核算輸出電阻 165．3核算輸入電阻 16第6章裝配調(diào)試 176.1接裝電路： 176.2靜態(tài)調(diào)試： 176.3動(dòng)態(tài)調(diào)試： 17第7章元器件選擇(清單) 17第8章總結(jié)與體會(huì) 18附錄一 19附錄二 20附錄三 21第1章技術(shù)指標(biāo)1.1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容用分立元件設(shè)計(jì)一個(gè)交流放大電路，用于指示儀表中放大。1.1.2設(shè)計(jì)要求1、工作頻率：f=30HZ~30KHZ。2、信號(hào)源：Ui=10mV（有效值），內(nèi)阻RS=50。3、輸出要求：UO≥1V（有效值），輸出電阻小于10，輸出電流IO≤1mA（有效值）。4、輸入要求：輸入電阻大于20K。5、工作穩(wěn)定性：當(dāng)電路元件改變時(shí)，若，則。第2章原理設(shè)計(jì)與框圖2．1負(fù)反饋放大電路的基本框圖2.2反饋網(wǎng)絡(luò)選擇的一般原則采用什么反饋方式，主要負(fù)載的要求及信號(hào)源內(nèi)阻的情況來考慮。在負(fù)載變化的情況下，要求放大電路定壓輸出時(shí)就需要采用電壓反饋；在負(fù)載變化的情況下，要求放大電路恒流輸出時(shí)，就要求采用電流負(fù)反饋。至于輸入端采用串聯(lián)還是并聯(lián)方式，主要根據(jù)對放大電路輸入電阻的要求而定。當(dāng)要求放大電路具有高的輸入電阻時(shí)，宜采用串聯(lián)反饋；當(dāng)要求放大電路具有低的輸入電阻時(shí)，宜采用并聯(lián)反饋。如僅僅為了提高輸入電阻，降低輸出電阻（即阻抗變換）時(shí)，宜采用射級輸出器。反饋深度主要根據(jù)放大的用途及指標(biāo)而定。 對音頻放大電路，主要是用負(fù)反饋減小非線性失真，設(shè)計(jì)時(shí)一般取1+AF=10左右。 對測量儀表中使用的放大電路，要求放大倍數(shù)要有較高的穩(wěn)定度，而采用負(fù)反饋的目的主要是提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定度，因此根據(jù)不同的要求可取1+AF幾十至幾百。 對高放大倍數(shù)寬頻帶放大電路，采用負(fù)反饋的目的主要是展寬頻帶，這是采用多級放大加深反饋容易產(chǎn)生自激，且在幅頻特性的高、低頻段宜產(chǎn)生凸起的現(xiàn)象。2.3放大管選擇的一般原則如果放大電路的級數(shù)多，而輸入信號(hào)很弱時(shí)（微伏級），必須考慮輸入級放大管的噪聲所產(chǎn)生的影響，為此前置放大級應(yīng)選用低噪聲的管子。當(dāng)要求放大電路的頻帶很寬時(shí)，應(yīng)選用截止頻率較高的管子。從集電極損的角度出發(fā)，由于前幾級放大的輸出小，可選用小的管子，其靜態(tài)工作點(diǎn)也要選得低一些（?。?，這樣可以減小噪聲；但對輸出級而言，因其輸出電壓和輸出電流都較大，故選用大的管子。2.4級數(shù)選擇的一般原則放大電路的級數(shù)可根據(jù)無反饋時(shí)的放大倍數(shù)而定，而此放大倍數(shù)又要根據(jù)所要求的閉環(huán)放大倍數(shù)和反饋深度而定，因此設(shè)計(jì)時(shí)首先要根據(jù)技術(shù)指標(biāo)確定出它的閉環(huán)放大倍數(shù)AF及反饋深度1+AF，然后確定所需的AF。確定了A的數(shù)值，放大電路的級數(shù)大致可用下列原則來確定：幾十至幾百倍左右采用一級或兩級，幾百至千倍左右采用兩級或三級，千倍以上采用三級或四級（射極輸出器不計(jì)，因其A約為1）。一般情況下很少采用四級以上，因?yàn)檫@將給施加反饋后的補(bǔ)償工作帶來很大的困難，但如反饋只加在每兩級之間也是可以的。第3章設(shè)計(jì)方案及選定3.1方案一方案一為一三級負(fù)反饋放大電路，信號(hào)從輸入級經(jīng)電容耦合后由第一個(gè)共發(fā)射極的三極管放大，并從集電極輸出，經(jīng)電容耦合后作為下一級的輸入信號(hào)。第二級放大電路同樣也是從集電極輸出信號(hào)，同時(shí)形成電流并聯(lián)負(fù)反饋?zhàn)饔门c第一級放大電路的輸入端。從第二級放大電路輸出的信號(hào)經(jīng)電容耦合后輸入第三級共集電極的放大電路，放大后從發(fā)射極經(jīng)電容耦合后輸出。同時(shí)形成電流串聯(lián)負(fù)反饋。因?yàn)榛鶚O與集電極，基極與發(fā)射間有電阻所以該電路的優(yōu)點(diǎn)是各級放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，能很好的穩(wěn)定電路且輸入電阻大，放大倍數(shù)高。缺點(diǎn)是不能放大變化緩慢的信號(hào)，輸出電阻很可能達(dá)不到要求。3．2方案二如圖（附錄1）所示也是一個(gè)三級放大電路，信號(hào)從輸入級經(jīng)電容耦合與一級放大電路的基極相連，放大后從集電極輸出直接和下一級放大電路的基極相連。發(fā)射極的電阻和旁路電容保證了電路對交直流的反饋，集電極的電阻提供合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。信號(hào)經(jīng)二級放大電路放大后由集電極輸出經(jīng)電容耦合后與下一級電路相連。同時(shí)電阻與上級電路形成電流并聯(lián)負(fù)反饋，穩(wěn)定該級電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。第三級為共集電極放大電路，所以信號(hào)由發(fā)射極輸出經(jīng)電容耦合作用與負(fù)載。同時(shí)與第一級放大電路形成電壓串聯(lián)負(fù)反饋使整個(gè)電路穩(wěn)定。該電路的優(yōu)點(diǎn)在于使個(gè)級放大電路穩(wěn)定，輸入電阻大，輸出電阻小，放大倍數(shù)高，能放大變化很小的信號(hào)，結(jié)構(gòu)簡單易懂符合各項(xiàng)指標(biāo)要求。缺點(diǎn)在于一二級放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)不能相互獨(dú)立。3．3方案三方案三為一個(gè)兩級放大電路,信號(hào)經(jīng)電容耦合后與共發(fā)射極的三級管基極相連,放大后由集電極輸出直接與下一級放大電路的基極相連，屬于直接耦合。同時(shí)發(fā)射極的電阻起反饋?zhàn)饔?，影響輸入信?hào)，加旁路電容是為了既要滿足交流反饋，也要滿足直流反饋。經(jīng)第二級共集電極放大電路放大的信號(hào)從集電極經(jīng)電容耦合后加在負(fù)載電阻上。電阻Ｒ連接了輸入與輸出形成電壓串聯(lián)負(fù)反饋。該電路的優(yōu)點(diǎn)是元件使用少，反饋效果明顯，缺點(diǎn)是各靜態(tài)工作點(diǎn)不能相互獨(dú)立，不能保證輸出穩(wěn)定。3.4電路的選擇根據(jù)不同的要求，放大電路中各級所選用的電路也是不同的。3.4.1輸入級選擇的一般原則輸入級采用什么電路主要取決于信號(hào)源的特點(diǎn)。如果信號(hào)源不允許較大的電流，則輸入級應(yīng)具有較高的輸入電阻，那么應(yīng)采用射及輸出器為宜。如要求有特別高的輸入電阻（>1M?）,可以采用場效應(yīng)管，并采用自舉電路或多級串聯(lián)負(fù)反饋放大電路。如信號(hào)源要求放大電路具有低的輸入電阻，則可用電壓并聯(lián)反饋放大電路。如果無特殊要求，可選用一般的共射放大電路。輸入級放大管的靜態(tài)工作點(diǎn)一般取≤1mA,UCE=(1~2)V.3.4.2中間級選擇的一般原則中間級主要是積累電壓及電流放大倍數(shù)，多采用共射放大電路，而且選用β大的管子。其靜態(tài)工作點(diǎn)一般為=（1~3）mA,U=(2~5)V.3.4.3輸出級選擇的一般原則輸出級采用什么電路主要決定于負(fù)載的要求。如負(fù)載電阻較大（幾個(gè)千歐左右），而且主要是輸出電壓，則可用共射放大電路；反之，如負(fù)載為低阻，且在較大范圍內(nèi)變化時(shí)，則用射極輸出器。如果負(fù)載需要進(jìn)行阻抗匹配，則用變壓器輸出。因輸出級的輸出電壓和輸入電流都較大，其靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇要比中間級高，具體數(shù)值要視輸出電壓和輸出電流的大小而定。3．5方案選定及總框圖綜上所述：各種元器件構(gòu)成的負(fù)反饋放大電路都有自己的優(yōu)點(diǎn)，但是僅某個(gè)單元電路性能優(yōu)越，并不代表整個(gè)電路就是最好的。我們應(yīng)總觀全局，考慮到?jīng)]每個(gè)單元的性能指標(biāo)擇優(yōu)選擇。最后經(jīng)過我的反復(fù)論證，覺得第二種方案能更好的達(dá)到各性能指標(biāo)，并且線路簡單適用，所以我選擇了第二種方案。第4章單元電路的設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算4.1雙管放大單元電路的計(jì)算4.1.1確定第一級的電路參數(shù)電路如圖4.1.1所示為了提高輸入電阻而又不致使放大倍數(shù)太低，應(yīng)取05mA，并選=50，則=+（1+）=300+（50+1）利用同樣的原則，可得為了獲得高輸入電阻，而且希望也不要太小，并與第二級的阻值一致以減少元器件的種類，取，代入，可求得，再利用，求出。為了計(jì)算，選，則有得出K選。為了計(jì)算，可先求出由此可得K選51K。為了確定去耦電阻，需先求出再利用，取為。為了減少元器件的種類，選用10，，均為電解電容。有下限頻率可以驗(yàn)證，。4.1.2確定第二級的電路參數(shù)為了穩(wěn)定放大倍數(shù)，在電路中引入如圖4.1.2所示，一般取幾十歐至幾百歐。由于希望這一級的電壓放大倍數(shù)大些，故取較小的=51?，由此可求出這級的電壓放大為圖4.1.2==選=1mA，=50，則又由于預(yù)先規(guī)定了{(lán) 由此可以解得3.35K?。再利用=∥代入=6.6K?，則3.35=選=3V，=1mA,則由Vcc=可得由此可以得出第二級的輸入電阻可以計(jì)算如下4.2輸出級的計(jì)算由于輸出電壓UO=1v（有效值）,輸出電流IO=1mA（有效值），故負(fù)載電阻UO/IO=1K?4.2.1確定及Vcc在射級輸出器中，一般根據(jù)來選擇，取系數(shù)為2，則，=667?。在圖4.1中，取=1mA，=1v，可以求出=+（/′)=1+(1)=3.12mA=++=1+1.4+3.122=8.64V式中，ULP是輸出負(fù)載的電壓峰值。為了留有余量，取=3.5mA,Vcc=12v；由此可以求出=3.52=7V.4.2.2確定及為了計(jì)算及，首先要求出及，由圖4.2可知，==7+0.7=7.7V。選用=50的管子，則=0.07mA=70A， 圖4.2選用=（5~10）=0.35~0.7mA,為了提高本級輸入電阻，取0.35mA，則得=/=7.7/0.35=2K?=（-）/=(12-7.7)/0.35=12.3K?取=13K?，由此可以求出輸出級對第二級的等效負(fù)載電阻約為RL2==∥∥(1+)=13∥22∥(510.67)6.6K?式中忽略了的影響。4.2.3確定及由于有三級電容耦合，根據(jù)多級放大器下限截止頻率的計(jì)算公式fL=1.1假設(shè)每級下限頻率相同，則各級的下限頻率應(yīng)為=Hz為了留有余地，忽略第二級的輸出電阻（因尚未標(biāo)出），則（3~10）（31.8~106.2）（4.82~16.1）因此，可選用10電解電容器。同理，忽略射極輸出器的輸出電阻，則（3~10）（31.8~106.2）（31.8~106.2）因此，可選用100的電解電容器。4.3反饋元器件由于，又已知A=1000，則F=。再利用可求出。電容器，可以驗(yàn)證。第5章核算技術(shù)指標(biāo)確定放大管的靜態(tài)工作點(diǎn)及電路元件后，放大電路的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是否能滿足要求，尚需進(jìn)行最后核算。5．1核算5.1.1核算射級術(shù)出器的電壓放大倍數(shù)射級輸出器的電壓放大倍數(shù)可用下式求得=5．1．2核算第二級電壓放大倍數(shù)第二級電壓放大倍數(shù)用下式求得5．1．3核算第一級電壓放大倍數(shù)第一級電壓放大倍數(shù)用下式求因此可以求出這說明放大電路元件的選擇是合適的。5．2核算輸出電阻放大電路開路時(shí)的輸出電阻為故得因此滿足要求5．3核算輸入電阻閉環(huán)時(shí)的輸入電阻為而總輸入電阻，可滿足要求。第6章裝配調(diào)試6.1接裝電路：按原理圖連接線路，輸入信號(hào)源30HZ～30KHZ中頻段的某一頻率，信號(hào)源Ui=10MV(有效值)，測試放大電路輸出電壓有效值，并計(jì)算電壓放大倍數(shù)。6.2靜態(tài)調(diào)試：測試輸出級的靜態(tài)工