两级交流放大器设计报告.docVIP

电气工程学院课程设计报告 - PAGE 1 - 新疆大学 课 程 设 计 报 告 所属院系： 电气工程学院 专 业： 自动化 课程名称： 电子技术基础A 设计题目： 两级交流放大器的设计 班 级： 自动化093  学生姓名： 何燕 学生学号： 20092102024 指导老师 : 程静、努尔买买提 完成日期： 2011.7.8 课程设计题目：两级交流放大器的设计 要求完成的内容：使用集成运算放大器设计一个两级交流放大器。技术指标要求为： 中频电压放大增益为1000，输入电阻为20kΩ，通频带为20Hz-10KHz，最大不失 真输出电压为5V，负载电阻为20kΩ。所使用的元器件要求为：运算放大器（LM741 或LM353），电容（瓷片电容），电阻（0.25瓦）等。 要求：（1）根据设计要求，确定电路的设计方案，计算并选取电路的元件参数。 （2）分析、测量电路的相关参数，修改、复核，使之满足设计要求。 （3）综合分析计算电路参数，满足设计要求后，认真完成设计报告。 指导教师评语： 该生具有查阅文献资料和手册的能力，了解与课题有关的电子电路以及元器件 的工程技术规范。能够把课堂理论知识用于实际，按照任务书的要求完成设计任务。 设计的电路正确，分析计算基本合理，仿真结果满足性能指标要求，论文格式基本 正确。 评定成绩为： 指导教师签名： 年 月 日 两级交流放大器的设计 两级交流放大器的设计具有组装简单、调试方便、工作稳定的实验设计电路。 设计中包括电源输入电路，一级同相放大电路，二级反相放大电路三部分。通过电 路实现电压放大，稳定增益，确定放大电路的通频带，并且用仿真软件进行仿真分 析。 一、设计方案 1．拟定系统方案框图 两级交流放大电路的设计，整个系统是由那些模块组成，这三部分分别为：电 源输入电路，一级同相放大电路，二级反相放大电路。系统方框图如下图1。 图1两级交流放大的系统组成图 根据各模块的系统功能进行分析，了解各部分的波形形式如下图并选择各模块 所需的电路形式。 图2 两级交流放大电路各部分输入输出电压波形 2．方案的分析与比较： （1）采用两个LM741运算放大器共同组成两级交流放大电路。 其电路图如下图所示： 图3 两级交流放大图 （2）采用两个2N2222A放大器组成放大电路 图4 两级交流放大图 比较：方案一与方案二比较，一是电压波形无失真，增益能够达到，方案一的技术 指标比较完善。二是，在完成技术指标的条件下，方案一实验电路所需元件数较少， 更为简单，更加容易实现。三是经济指标的比较，在完成以上指标的情况下，方案 一比方案二更容易实现，且所需要的元件数少很多，因而所需价格较低，经济方面 大有节约。综上所述，方案一为最佳方案。 二、单元电路的设计和计算 1.单元电路的设计 1.1第一级放大电路图 根据以上分析，第一级放大电路图如下图所示： 图5 第一级放大电路图 如图5第一级放大电路采取同相放大电路，图中LM741为反相运算放大器，输 入信号源为5mV的电压，通过运算放大器使得电压增益为10，R2是第一级交流放 大器的负载，也是一级交流放大器与第二级交流放大器之间的输入电阻Ri2，，，C2是 第二级交流放大器的耦合电容。 此时一级放大电路输入输出电压波形如下： 图6 一级放大电路电压输入输出波形 从放大器的输入端输入频率为1kHz，幅度Uim=5mV的交流信号，用示波器在放 大器的输出端测出输出电压的幅值Uo1m，根据Uim 与Uo1m算出该级电压放大倍数Au1 电压增益Au1=10，以降低放大电路的信噪比。观察波形图可知，输入电压与输出电压 同相位，输出电压幅值为输入电压幅值10倍，因而稳定了输出电压，增益也达到了要 求。 第一级幅频特性： 图7 第一级幅频特性曲线 观察如图7所示的幅频特性曲线，使得下限频率fL=19.409HZ,接近20 HZ增益随 频率远离下线频率点而下降，在输入信号幅值不变的条件下，保证按要求的通频带宽。 1.2 第二级放大电路图 图8 第二级放大电路图 如图8为第二级放大电路图，是由LM741反相运算放大器组