多级阻容耦合放大器的设计与仿真选编.doc

PAGE 3 通信与信息工程学院 电子设计与制作课程设计 班 级：电子信息工程1201姓 名： 学 号： 1207050117指导教师： 设计时间： 2014.6.30———2014.7.4成 绩：评 语： 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 设计目的 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） 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。 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 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） 培养书写综合设计实验报告的能力。 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： 放大器不失真输出电压VO≥1000mv，即放大器电压增益∣AV∣≥500 △f=300Hz~80KHz 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. 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，??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 =*3. (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： 五、电路仿真及结果分析 (1)第一级各种参数结果如下：包括第一级输出电压，第一极失真率。 由图得第一级电压幅值放大倍数为: Au1=3.95/4=0.9875 （2）第二级各种参数结果如下： 由图得第二级电压幅值放大倍数为 Au2=99.157/3.95=25.103 第二级各种参数结果如下： 由图得第三级电压幅值放大倍数为 Au3=1923/99.157=19.39 所以总的放大倍数： Au=Au1*Au2*Au3=0.9875 *25.103*19.39=480.66(符合标准Au250) 由图可以知道Ro=RL=2kΩ 输入电阻 双击‘XMM1’和‘XMM2’两块