通信与电子学院
课程名称： 电子技术设计实训2
题 目：增益步进可控晶体管放大器
学生姓名： 专 业： 班 级： 学 号： 指导教师：
2015 年 12 月 19 日
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增益步进可控晶体管放大器设计报告 一、引言
我们设计的电路需要的功能：
（1）电压增益 Av ≥60dB，输入电压有效值 Ui ≤3 mV。Av 在 10～60dB 范围内可调，步进值为±6 dB。
（2）在 Av ≥60dB 时，输出端噪声电压的峰峰值 UoNnpp ≤100mV。
（3）放大器 BW-3dB 的下限频率fL ≤100Hz，上限频率 fH ≥100KHz，并要求在 500Hz～100KHz 频带内增益起伏≤3dB。
（4）放大器的输入阻抗≥4.7KΩ，输出阻抗≤ 100Ω。
（5）当RL=1KΩ时，最大输出正弦波电压有效值 Uo ≥3V，输出信号波形无明显失真。
（6）要求预留测试信号输入端，负载电阻两端预留输出测试端子。 （7）自备直流稳压电源，功率10W，输出电压12V。
二、电路设计过程
1、放大级数及各级放大倍数的确定：
根据电压增益 Av ≥60dB，所以Au ≥1000，放大电路至少需要两级。由于要求输入电阻较大，故第一级放大倍数不可能很大，一般小于第二级，一般第一级电压放大倍数Au1=20-25左右，则第二级电压放大倍数Au2=40-50。
2、放大电路形式的确定
根据要求，放大器的输入阻抗Ri≥4.7KΩ；简单共射放大电路的输入电阻一般小于2KΩ，因此必需引入电流串联负反馈，提高输入电阻，稳定静态工作点。放大电路的形式如下图所示，为分压式射极偏置放大电路。
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（1）根据输出阻抗Ro≤ 100Ω的要求，放大电路的输出级宜采用共集电极电路。 （2）根据带宽和负载，选择合适的晶体三极管。本题要求BW=100Hz-100KHz，RL=1KΩ，因此晶体三极管全部选用9014或1815。
（3）要实现Av 在 10～60dB 范围内可调，步进值为±6 dB，可采用负反馈形式，改变反馈量则可改变增益，从而实现增益可调。
（4）画出整个电路形式
根据上述分析，要实现放大电路的参数要求，整个放大电路有三级，电路形式如下
3、元件参数计算
首先确定各级静态工作电流，一般而言第一级IC1=0.8-1.2mA，第二级IC1=1.5-2.0mA，本题第三级由所接负载确定。
第一级：
1)计算确定RE1：对于第一级，由于输入信号较小，所以基极电压可以取小一些，一般取UB=(3～5)VBE。本题可取UB1≥2.5V。又UB1=Ube1+ UE1，所以UE1≥2.5-0.7≥1.8V。假
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设IE1=1.0mA，则RE1= UE1/ IE1= 1.8V / 1.0mA ≥1.8KΩ。
2）计算确定Re1：假设β=100时，又Rb1、 Rb2>>Ri，所以Ri≈(1＋β)Re1>4.7K，则Re1>47Ω，取标称电阻Re1=50Ω
3)计算确定Rb1、Rb2
上题IC1≈IE1=1.0mA，得IB1=10uA，由I1≈I2=(5-10)IB，取I1≈I2=10IB1=10×10=0.1mA 再按Rb2?UB12.5??25K?，即为标称值Rb2?24K? I10.1Rb1?VCC?UB112?2.5??95K?，取标称值Rb1?82K? I10.14）计算和确定集电极电阻RC
由放大电路的静、动态分析可知，RC是决定静态工作点和满足电压增益Au要求的一个关键元件。由于VCC?IC1RC1?UCE1?UE1，若取UCEQ?5V，UE?1.8V则
RC1?VCC?UCEQ?UE12?5?1.8??5.2K?，取标称值5.1KΩ
IC1.0以上计算是假设β=100时的结果，当β不等于100时，要重新计算。
5) 确定耦合电容和射极旁路电容C1、C2和Ce
由于放大电路是用于放大低频信号(f=20HZ～200KHZ)，则耦合电容和射极旁路电容的容量可直接取经验标称值：
C1?C2?10~20?F/16V，Ce?50~100?F/16V
第二级：计算方法同第一级，不再得重复。 第三级：
为使输出电压达到最大值3V，发射极静态电压为电源电压的一半，即UE3=6V。
先确定输出回路的动态范围： 负载电流的幅值为IL?3VuO?3mA ，取RL=1KΩ，则IL?1K?RL6V?600?， 10mA则静态发射极电流 IE3?22IL?8.5mA 取IE3=10mA，则RE3?RB3?VCC?UB312?6.8??52K?，取标称值RB3=51KΩ
IB31.04、电路调试
板子的电路参数计算好后，就进入电路调试阶段了。
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（1）先在没接负反馈的情况下调试出一级放大，主要数调节左边的第一个滑动变阻器。当一级放大的峰峰值在75~120mV时，进入下一步；
（2）调试二级放大，主要调节中间两个滑动变阻器，当放大到3V时，进入下一步；
（3）调试第三级放大，主要是换电压射极跟随器的电阻。当输出为3V左右时，进入下一步； （4）调试负反馈，主要调节图中最右端的滑动变阻器，使改变滑动变阻器的阻值，可以改变放大器的放大倍数。调试完毕。
5、本设计总体电路
6、电路调试结果
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