3112001979陈梓聪低频电路课程设计报告格

五邑大学电路课程设计报告题目：两级晶体管放大电路院系信息学院专业电子信息工程学号3112001979学生姓名陈梓聪指导教师张京玲低频电路课程设计报告2报告题目（三号宋字，粗体）一、题目的要求和意义（1）设计两级晶体管放大电路，输入信号幅度≥20mv,频率为1KHz，电源电压+5V，要求完成下面的技术指标：a.电压增益Au≥50b.输入电阻Ri≥2KΩc.输出电阻Ro≤50Ω（2）改变输入信号的频率（10KHz和100Hz），电压增益有什么变化？改变什么元件参数达到上述指标。（3）可选用的器件与元件三极管9013、电阻、电容课程研究的意义：1）培养自我查阅资料，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考﹑深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。2）利用所学过的知识，通过设计计算﹑元件选取﹑电路板制作调试等环节，初步掌握工程设计的技能。3）掌握常用仪表的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法，巩固和加深对模拟电路的理论知识，锻炼自我的动手能力。4)了解与课程有关的电子电路以及元器件工程技术规范，能按课程设计任务书的技术要求，编写设计说明，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图。5）掌握晶体放大电路和低通滤波器的基本工作原理。6)培养严谨的工作作风和科学态度。二、方案的论证和设计输入信号加到前级的输入端，经过前级放大后加到后级的输入端，再经后级放大。在两级放大器中，放大器的输入端事实上就是前级的输入端，前级的输出也就是后级的输入，后级的输出也就是两级放大的输出；前级是后级的信号源，后级是前级的负载。因此，两极放大的线性电压放大倍数就等于前后两级放大倍数的乘积；放大器的输入电阻就是前级的输入电阻；放大器的输出电阻就是后级的输出电阻。晶体管放大电路中，有共发射极放大电路、共集电极放大电路和共基极放大电路。共发射极放大电路，叫交流信号由基极输入，输出电压取自集电极；共集电极放大电路，交流信号也是由基极输入，输出电压取自集电极。而共低频电路课程设计报告3发射极放大电路一般作为多级放大电路的中间级，提供较大的电压放大倍数；而共集电极可以作为多级放大电路的输入级、中间级和输出级，主要作为阻抗匹配。由两种电路的特性可知共集电极放大电路输入电阻大，输出电阻小是理想的输入输出级，但其放大能力较弱，若两级共集电极放大电路，放大倍数不符合要求。所以设计下面2个方案。本课程设计有两个方案：（1）第一级用共射极放大电路，第二级用共集电极放大电路。（2）两级都使用共集电极放大电路。由两种电路的特性可知共集电极放大电路输入电阻大，输出电阻小是理想的输入输出级，但其放大能力较弱，若两级共集电极放大电路，放大倍数不符合要求。而共射极放大电路对输入信号的放大能力较强，当选取共射极放大电路为第一级，共集电极放大电路为第二级。对于电路整体来说，电路的输入电阻：bebirRR//………………①可知共发射极放大电路的输入电阻主要受Rbe影响。当输入电阻数量级为1000时，满足课题要求。第二级为共射极时：coRR…………………②输出电阻较大，因此不符合课程要求。放大电路的输出电阻：ebeoRRRrR//1//43…………………③输出电阻也足够小,符合课程要求。放大倍数亦符合要求,当选取方案(1)第一级用共射极放大电路，第二级用共集电极放大电路,较为合理。三、具体电路的设计和参数的计算我设计的两级晶体放大电路如图1低频电路课程设计报告4图1第一级为分压偏置式放大电路，由公式：ccbbbBURRRU212……………………④eBEBEcRUUII……………………⑤EbeIr26)1(200……………………⑥由微变等效电路图可知：ebecLuRrRRA)1(//11……………………⑦而第二级为共集电极放大电路，其电压放大倍数约为1，所以总的放大倍数为：121uuuuAAAA…………………………⑧两级晶体放大电路中，其输出电阻是指第二级的输出电阻，即共集电极的输出电阻，即ebsbeoRRRrR//1//2………………………⑨根据上述公式，按照电路的参数如下：低频电路课程设计报告5fCfCCRkRkRRRkRkRecceebb10022,680,150,6.3510,27,20,51321221'1121由公式⑦⑧计算出电压放大倍数60iouUUA由②得出输入电阻krRRRbebbi76.2////21由⑨得出输出电阻3.47//1//2ebsbeoRRRrR四、电路性能测试与结果分析图2如图2，为电路仿真的输出波形，取某一时间段内的输入输出波形峰峰值，相除的出放大倍数为54.5数据记录：频率（Hz）101001k5k30k60K100K输出信号有效值（V）0.2420，6330.6720.6650.6650.6650.665表1根据表格发现，当输入频率在100Hz到100KHz，其输出的峰峰值大概不变。根据计算出Au=64.3，符合设计要求。而频率小于10Hz和频率大于1MHz的输入信号，其输出电压的峰峰值小于很小，这因为频带受限制了。低频电路课程设计报告6最后根据题目的要求a.电压增益Au≥50b.输入电阻Ri≥2KΩc.输出电阻Ro≤50Ω都符合设计出来的参数设置。当改变输入信号的频率（10KHz和100Hz），电压增益基本没有变化。输入电阻iR测试：用“串联电阻法”间接测量放大器的输入电阻iR,即在被测的放大电路的输入端与信号源之间串入一个已知电阻R，在放大器正常工作的情况下，直接用交流毫伏表测出US和Ui，根据输入电阻的定义可得：RUUURisii………………⑩串入的一个已知电阻R=10k,用示波器测出Us=40mv，Ui=15mv由公式⑩得kRUUURisii6输出电阻oR测试：在输出波形不失真的情况下，首先测量RL未接入时的输出电压；然后接入RL再测量放大器负载上的电压Uo值，即LOLooRUUR)1(………………⑪接入的电阻RL=1K，用交流毫伏表测出vUvUoOL73.0,715.0由公式⑪得21)1(LOLooRUUR用示波器测出oU的峰峰值vUo14.2，iU的峰峰值vU04.0计算出实际电压放大倍数为5.53iouUUA五、调试过程遇到的问题与解决的方法1)输出失真输出失真与静态工作点有关，经研究表明：在分压式偏置放大电路中，静态工作点与Rb1与Rb2的比值有关，适当调整可改善电路。2)放大倍数不足够，低频电路课程设计报告中放大倍数不足是很常见的情况，共集电极电路放大倍数≤1，不做调整，共发射极电路作为主要调整对象。经研究表明：放大倍数与Rc，Re1有关，适当上调Rc，减少Re1会增加放大倍数。六、课程设计体会低频电路课程设计报告7课程设计是培养学生综合运用所学知识发现提出分析和解决实际问题锻炼实践能力的重要环节是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关模拟电子技术方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。提高了自我查阅资料，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考﹑深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。掌握常用仪表的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法，巩固和加深对模拟电路的理论知识，锻炼自我的动手能力。初步掌握晶体放大电路和低通滤波器的基本工作原理实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。最后感谢张老师辛勤指导，才能把实验顺利完成。七、参考文献[1]《电子技术技能训练》杨元挺主编北京：高等教育出版社[2]《基础电子电路设计与实践》戴伏生主编北京：国防工业出版社[3]《电子电路设计与实践》姚福安主编济南：山东科学技术出版社[4]《电子技术基础课程设计》梁宗善主编武汉：华中理工大学出版社[5]《电子技术试验与实训》张友汉主编北京：高等教育出版社[6]《模拟电子技术基础》童诗白主编北京高等教育出版社[7]廖惜春，项华珍，俆秀平等，模拟电子技术基础【M】，华中科技大学出版社，2011.2版，77&168-171.[8]许文芳主编.低频电子线路试验指导书.2009