目 录
第一章 设计任务与要求 ................................................................................. 1 第二章 设计原理框图 ....................................................................................... 2 2.1框图及基本公式 ....................................................................................... 2 2.2 负反馈放大电路设计的一般原则 ............................................................ 3
2.2.1 反馈方式的选择 .............................................................................. 3 2.2.2 放大管的选择 ................................................................................... 3 2.2.3 级数的选择 ....................................................................................... 3 2.2.4 电路的确定 ....................................................................................... 4 第三章 计方案及选定 ....................................................................................... 4 第四章 多级放大电路设计 ................................................................................ 7 4.1第一级 ..................................................................................................... 7 4.2 第二级 .................................................................................................... 8 4.3 第三级 .................................................................................................. 10 第五章 整体电路设计及工作原理 ................................................................... 11 5.1 确定反馈深度 ........................................................................................ 11 5.2 估算A值 .............................................................................................. 12 5.3 放大管的选择 ........................................................................................ 12 第六章 多级放大电路的检测 .......................................................................... 12 6.1 分析多级负反馈放大电路 ...................................................................... 12
6.2 核算技术指标 ........................................................................................ 13 第七章 元器件清单 ........................................................................................ 15 第八章 心得体会 ............................................................................................ 16 第九章 参考文献 ............................................................................................ 17 附 录 ............................................................................................................ 18
负反馈放大电路设计 第一章 设计任务与要求
用分离元器件设计一个交流放大电路,用于只是仪表中放大弱信号,具体指标如下:
(1) 信号源:Ui≥10mV(有效值),内阻Rs=50Ω。
(2) 输出要求:U0≥1V(有效值),输出电阻小于10Ω,输出电流I0≤1mA(有
效值)。
(3) 输入要求:输入电阻大于20KΩ。
(4) 工作稳定性:当电路元器件改变时,若ΔAu/Au=10%,则ΔAuf<1%。
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第二章 设计原理框图
2.1框图及基本公式
图中X表示电压或电流信号;箭头表示信号传输的方向;符号¤表示输入求和,+、–表示输入信号 入信号为
与反馈信号是相减关系(负反馈),即放大电路的净输
(1)
基本放大电路的增益(开环增益)为
(2)
反馈系数为
(3)
负反馈放大电路的增益(闭环增益)为
(4)
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2.2 负反馈放大电路设计的一般原则 2.2.1 反馈方式的选择
根据负载的要求及信号情况来选择反馈方式.在负载变化的情况下.要求放大电路定压输出时,就需要电压负反馈:在负载变化的情况下,要求放大电路恒流输出时,就要采用电流负反馈。至于输入端采用串联还是并联方式,主要根据对放大电路输出电阻而定。当要求放大电路具有高的输入电阻是,宜采用串联反馈:当要求放大电路具有底的输入电阻是,宜采用并联反馈。如仅仅为了提高输入电阻,降低输出电阻时,宜采用射极输出器。
反馈深度主要根据放大电路的用途及指标要求而定。
2.2.2 放大管的选择
如果放大电路的极数多,而输入信号很弱(微伏级),必须考虑输入几件放大管的噪音所产生的影响,为此前置放大级应选用底噪声的管子。当要求放大电路的频带很宽时,应选用截止频率较高的管子。从集电级损耗的角度出发,由于前几级放大的输入较小,可选用pcm小的管子,其静态工作点要选得底一些(IE小),这样可减小噪声;但对输出级而言,因其输出电压和输出电流都较大,故pcm大的管子。
2.2.3 级数的选择
放大电路级数可根据无反馈时的放大倍数而定,而此放大倍数又要根据所要求的闭环放大倍数和反馈深度而定,因此设计时首先要根据技术指标确定出它的闭环放大倍数Af及反馈深度1+AF,然后确定所需的Af。
确定了A的数值,放大电路的级数大致可用下列原则来确定:几十至几百倍左右采用一级或两级,几百至千倍采用两级或三级,几千倍以上采用三级或四级(射极输出极不计,因其A约等于零一般情况下很少采用四级以上,因为这将给施加反馈后的补偿工作带来很大的困难,但反馈只加在两级之间也是可以的。一般情
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况下很少采用四级以上,因为这将给施加反馈后的补偿工作带来很大的困难,但反馈只加在两级之间也是可以的。
2.2.4 电路的确定
(1) 输入级。输入级采用什么电路主要取决于信号源的特点。如果信号源不允
许取较大的电流。则输入级应具高的输入电阻,那么以采用射级输出器为宜。如要求有特别高的输入电阻(ri<4M?),可采用场效应管,并采用自举电路或多级串联负反馈放大电路,如信号源要求放大电路具有底的输入电阻,则可采用电压并联反馈放大电路。如果无特殊要求,可选择共射放大电路。
输入级的放大管的静态工作点一般取IE?1mA,UCE=(1~2)V。
(2)中间级。中间级主要是积累电压级电流放大倍数,多采用共射放大β电路,
而且采用大的管子。
其静态工作点一般为IE=(1~3)mA, UCE=(1~5)V。
(3)输出级。输出级采用什么样的电路主要决定于负载的要求。如负载电阻较
大(几千欧左右),而且主要是输出电压,则可采用共射电路;反之,如负载为低阻,且在较大范围内变化时,则采用射级输出器。如果负载需要进行阻抗匹配,可用变压器输出。
因输出级的输出电流都较大,其静态工作点的选择要比中间级高,具体数值要视输出电压和输出电流的大小而定。
第三章 计方案及选定
方案一
采用三个NPN型三级管放大 (1)该设计采用电压串联负反馈
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