通信与信息工程学院
电子设计与制作课程设计
班 级:姓 名:学 号:指导教师:设计时间:成 绩:
评 语:
电子信息工程1201
1207050117
2014.6.30———2014.7.4
通信与信息工程学院
二〇一四年
多级阻容耦合放大器的设计与仿真
一.设计目的
1.能够较全面的巩固和应用“模拟电子技术”课程中的基本理论和基本方法。并初步掌握电路设计的基本流程(设计-仿真-pcb板制作) 2.能灵活的应用各种元器件或者标准集成电路实现规定的电路。 3.培养独立思考,独立准备资料,独立设计模拟电子电路系统的能力 4.培养独立设计能力, 熟悉EDA工具的使用, 比如Multisim系列 (仿真分析)
5. 培养书写综合设计实验报告的能力。
二.设计内容和要求 1.电路性能指标 已知条件:
(1)电源电压VCC=12V; (2)负载电阻RL=2KΩ;
(3)输入信号为Vi=4mv,f=1KHZ的正弦波电压,信号源内阻Rg很小可忽略 技术指标:
(1)放大器不失真输出电压VO≥1000mv,即放大器电压增益∣AV∣≥500
(2)△f=300Hz~80KHz (3)放大器工作点稳定. 2. 原理简述
阻容耦合放大器是多级放大器中最常见的一种,两级之间通过耦合电容及下级输入电阻连接,故称为阻容耦合,由于电容有隔直作用,使前、后级的直流工作点互相不影响,各级放大电路的静态工作点可以单独计算和调整。 每一级放大电路的电压放大倍数为输出电压与输入电压之比,其中,第一级的输出电压即为第二级输入电压.
三.方案论证 采用三极管
采用三极管的级联方式组成多级放大电路。三极管又可以分为三种放大电路:共射,共集和共基极放大电路。三种电路各有各自的特点。
(1)采用三级放大电路。阻容耦合放大器是多级放大器中最常见的一种,两级之间通过耦合电容及下级输入电阻连接,故称为阻容耦合,由于电容有隔直作用,使用前、后级的直流工作点互相不影响,各级放大电路的静态工作点可以单独计算。每一级放大电路的电压放大倍数为输出电压Uo与输入电压Ui之比,其中,第一级的输出电压Uo1 即为第二级输入电压Uo2,所以两级放大电路的电压放大倍数为
AV =AV1*AV2*AV3.
(2)采用三级管 三级管具有功率放大的作用。根据实验的要求,本设
计最终采用了三极管设计的方案。 电路由两级放大电路级联组成,第一级为射级输出器,第二级采用同样的放大电路通过电容耦合连接起来。第三级采用共射级电路。采用射极跟随输出,防止失真,用以
稳定输出波形。
四.电路设计及参数计算
设计步骤
(1)选择电路形式及晶体管;
(2)设置静态工作点并计算电路组件参数;
(3)电路性能仿真分析,静态工作点的测量与调整;性能指标测试及电路 参数修改;
(4)放大器的幅频特性测试;
(5)放大器的输入电阻及输出电阻计算。 (6)在protus软件中绘制原理图及PCB版图 备注:步骤(3)-(4)在multisim中完成
三极管放大电路设计参数计算及静态工作点方法
图1是共射的基本放大电路,一般要求掌握如下: (1)分析电路中各原件的作用; (2)了解放大电路的放大原理; (3)能分析计算电路的静态工作点; (4)理解静态工作点的设置目的和方法。
上图中,C1,C2
为耦合电容,起信号的传递作用,电容能将信号从
前级耦合到后级,是因为电容两端的电压不能突变,在输入端输入交流信号后,因两端的电压不能突变,输出端的电压会跟随输入端输入的交流信号一起变化,从而将信号从输入端耦合到输出端。电容两端的电压不能突变,但不是不能变。
R1,R2为三极管的直流偏置电阻,三极管的三种工作状态“截止,放大和饱和”就由直流偏置决定,也就是由R1,R2来决定。
总电路图如下: