小信号多放大模电课程设计报告.docVIP

机械与电气工程学院 《模拟电子技术》 课程设计报告 姓 名：XXXX 学 号：XXXXX 班 级：XXXXXXX 指导教师：XXXXXXXXXXX 课题名称 1．负反馈的类型 在输出端，取样方式分为电压取样（电压反馈）和电流取样（电流反馈），在输入端，比较方式分为串联比较（串联反馈）和并联比较（并联反馈）。因此负反馈放大电路有四种类型：电压串联、电压并联、电流串联、电流并联。 2．负反馈对放大电路性能的影响 （1）引入负反馈使增益下降 闭环增益表达式为 Af =A/(1+AF) 其中D=1+AF为反馈深度。深度负反馈D1条件下 Af≈1/F (2)负反馈提高增益的稳定性 易得: d Af/ Af=d A/(1+AF)*A=d A/D*A 上式表明，反馈越深，闭环增益的稳定性越好。 （3）负反馈对输入电阻和输出电阻的影响 串联负反馈使Ri增加，并联负反馈使Ri下降。程度取决于反馈深度： Rif=（1+AF）Ri （串联负反馈） Rif= Ri/（1+AF） （并联负反馈） 电压负反馈使Ro下降，电流负反馈使Ro增加。程度上取决于反馈深度： Rof=（1+AF）Ro （电流负反馈） Rof=Ro/(1+AF) (电压负反馈) （4）负反馈展宽频带 基本放大电路高、低频响应均只有一个极点时，闭环上、下限截止频率为： fHf=(1+AF)fH fLf=fL/(1+AF) 3.方案确定 输入电阻：10k～40k，分析可知电路具有输入电阻较大的特点，则电路第一级要引入共集电路提高输入电阻。输出电阻：1k，不是太小，则输出级不需要引入共集电路。电压增益：100倍，且题目要求必须要有两级共射电路，则电路分为两级共射放大。频率特性:100HZ～100kHZ，每一级的电容耦合，本来用10uF,但是通频带在仿真的时候下限只能达到290HZ，上限能达到4.5MHZ。所以用47uF电容耦合，能展宽通频带。 电路设计 设计电路图如图 1所示 图 1放大电路原理图 电路由三级放大电路构成，分别为Q1,Q2,Q3,,每级和输入输出端用电容C3,C4,C5,C10耦合。下面分别分析。 第一级Q1放大电路，即跟随器。R16和R17为Q1提供基极偏置，R18作为发射极电阻。该级作为输入级，一方面能提供很高的输入电阻，一方面有很小的输出电阻，对后面放大电路没有影响。 第二级Q2放大电路。R1和R2为Q2提供基极偏置，R4和R5为发射极电阻，C8为R5的旁路电容（能通过储存电荷抑制电压降并在有电压尖峰产生时放电，消除电源电压的波动），R4为射极反馈电阻，R3为集电极电阻。 第三级Q3放大电路。R6和R7为Q3提供基极偏置，R9和R14为发射极电阻，C7为R14的旁路电阻，R9为射极反馈电阻，R8为集电极电阻。 下面分析电路中的反馈部分。首先根据设计要求，电路要稳定增益，并且具有较高输入电阻和较低输出电阻。因此不需要引入深度负反馈，且类型为电压串联负反馈。由于开环增益A是闭环增益Af的（1+AF）倍，开环增益比较大，，其中输入级提供大的输入电阻，后两级提供足够高的开环增益。从第三级的集电极输出反馈到第二级的射极，用电阻作为反馈。其反馈系数 F≈R15/(R15+R10) 因此由负反馈条件有闭环增益 Af≈1/F≈1+R4/R15 为得到Af=100, R4尽量的小使第二级的开环增益提高。 元器件使用列表 电位器：104*1 501*1 504*1 电阻：51?*2 1k*2 3k*1 3.6k*1 6.8k*1 10k*2 510k*2 三极管：2N3904*3 瓷片电容：104*1 电解电容：10uF*5 电解电容：47uF*2 电路仿真 闭环增益 Af=Uo/Ui 图 2中频仿真图 频率在1KHZ，输入为30mv正弦波下，闭环输出为3v，失真度为0.527%=3%，Af=Uo/Ui=3000/30=100，符合设计要求。 输入电阻 方法1： 图 3欧姆定律测试输入电阻仿真图 在输入端串联电流表测量电流，再通过欧姆定律算出算出输入电阻。但是这种方法不能实现，万用表测量精度达不到。 方法2： 图 4外接电阻测试输入电阻仿真图 图 5外接电阻测试输入电阻仿真图 在输入端串联和输入电阻差不多阻值的电阻，通过示波器观察通过电阻前后的波形，并记录其峰峰值，再根据R*Ui/（Us -Ui）算出其输入电阻。Ri=27K*15.5/（30-15.5）=28.86K。这种方法实际能测出来，但是电阻的选择很重要，要与输入电阻匹配。 输出电阻 图 6空载测试仿真图 图 7负载测试仿真图 在闭环的时候，UL=3.07V，这是带负载的时候的电压，不带负载的Uo=3.52V，那根据公式Ro=（Uo/ UL-1）R=