两级放大电路的设计(参考版)

精选设计指标：AV250，Ri≥10kΩ，RL=5.1kΩ，BW=50Hz~50kHz，D5%。设计条件：输入信号（正弦信号）：2mV≤Vi≤5mV，信号源内阻：Rs=50Ω，电源电压：VCC=12V；半导体三极管9013，参数：β=100，rbb’=300Ω，Cμ=5pF，fT=150MHz，3V≤VCC≤20V，PCM=625mW，ICM=500mA，V(BR)CEO=40V。1．电路选型：小信号放大电路选用如图1所示两级阻容耦合放大电路，偏置电路采用射极偏置方式，为了提高输入电阻及减小失真，满足失真度D5%的要求，各级射极引入了交流串联负反馈电阻。2．指标分配：要求AV250，设计计算取AV=300，其中T1级AV1=12，AV2=25；Ri≥10kΩ要求较高，一般，T1级需引入交流串联负反馈。3．半导体器件的选定指标中，对电路噪声没有特别要求，无需选低噪声管；电路为小信号放大，上限频率fH=50kHz，要求不高，故可选一般的小功率管。现选取NPN型管9013，取β=100。4．各级静态工作点设定动态范围估算：T1级：im1imaxV1252mV,12,VVAom1V1im1125284mVVAV。T2级：im2om1V284mV,25VVA，om2V2im225842.1VVAV。精选为避免饱和失真，应选：CEQomCE(sat)CVV；可见T1级VCEQ1可选小些，T2级VCEQ2可选大些。CQCQCMCEQCMTTIIIII12取值考虑：设定主要根据，由于小信号电压放大电路较小；另从减小噪声及降低直流功率损耗出发，、工作电流应选小些。T1级静态工作点确定：TCQ1TCQ1TCQ1CQ1CQ1BQ1CEQ13kΩ,',100'30026mV'100260.963mA30003000.7mA0.07mA,V2V0.12VVrrrIVIrVrrIIIIbe1be1bbbbbe1bb取依可推得其中，，可求得选，T2级静态工作点确定：一般应取CQ2CQ1II，CEQ2CEQ1VV选：CQ2CQ2BQ2CEQ21.2mA,0.012mA,V4V3VIII5．偏置电路设计计算（设BEQ0.7VV）T1级偏置电路计算：Rb1BQ1BQ1CC10100.0070.07mA11124V33IIVV取故：CCBQ1b1b1124114.286kΩ0.07VVRI取标称值120kΩ22Rb1b1b110.071200.588mWW8PIR选b1R120kΩ/1W8BQ1b2Rb2Rb1BQ144463.492kΩ0.070.0070.063VRIII取标称值62kΩ22Rb2b2b210.063620.246mWW8PIR选b2R62kΩ/1W8BQ1BEQ1BQ1BEQ1e1EQ1BQ140.73.34.67kΩ(1)1010.070.707VVVVRII精选22Rc1'EQ1c1'10.7070.30.15mWW8PIR22Rc1''EQ2c1''10.7074.72.15mWW8PIRe1e111'/W''/W88RR选300选4.3kCCCEQ1EQ1CCCEQ1BQ1BEQ1C1CQ1CQ1()12240.79.571kΩ0.7VVVVVVVRII取标称值9.1kΩ22Rc1CQ1c110.79.14.46mWW8PIR选C1R9.1kΩ/1W8T2级偏置电路计算：Rb3BQ3BQ2CC10100.0120.12mA11124V33IIVV取故：CCBQ2b3Rb312466.67kΩ0.12VVRI取标称值68kΩ22Rb3Rb3b310.12680.979mWW8PIR选b3R68kΩ/1W8BQ2BQ2b4Rb4Rb3BQ24437.04kΩ0.120.0120.108VVRIII取标称值36kΩ22Rb4Rb4b410.108360.42mWW8PIR选b4R36kΩ/1W8BQ2BEQ2BQ2BEQ2e2EQ2BQ2e2e2e2e2e140.73.32.723kΩ(1)1010.0121.212'()'''56''2.7kΩVVVVRIIRRRRR分为交流负反馈、，取，22Rc2'EQ2c2'11.2120.0560.082mWW8PIR22Rc2''EQ2c2''11.2122.73.97mWW8PIRe2e211'/W''/W88RR选56选2.7kCCCEQ2EQ2C2CQ212440.73.92kΩ1.2VVVRI取标称值3.9kΩ22Rc2CQ2c211.23.95.62mWW8PIR选C2R3.9kΩ/1W8精选6．静态工作点的核算T1级：b2CCBEQ1b1b2CQ1BQ1b1b2e162120.7120621000.67mA12062//(1)1014.612062RVVRRIIRRRCQ1CEQ1CCCQ1c1e1(1)IVVIRR4.62.79V0.67=12-0.679.1-101100符合设计要求。b3CCBEQ2b3b4CQ2BQ1b3b4e236120.768361001.144mA6836//(1)1012.7566836RVVRRIIRRRCQ2CEQ2CCCQ2c2e2(1)IVVIRR2.7564.354V1.144=12-1.1443.9-101100符合设计要求。7．电容器的选择C1：Tbebb'CQ1i1bee1'bb1b2bi1ibi1bi1S1LSi263001004.18kΩ0.67'(1)4.181010.334.48kΩ12062'//40.88kΩ12062''40.8834.48'//'18.7kΩ''40.8834.4850Ω1(3~10)(3~2π()VrrIRrRRRRRRRRRRRRCfRR311110)2π50(0.05+18.7)10(3~10)1.75.1μF~17μF10μF10μF/16VCC取选精选C2：o1C1Tbe2bb'2CQ2i2be2e2'bb3b4i2bi22Lo1i29.1kΩ263001002.573kΩ10144'(1)2.5731010.0568.23kΩ6836''//23.54kΩ683623.548.23''//'6.1kΩ2.548.231(3~10)(3~10)2π()RRVrrIRrRRRRRRRCfRR32212π50(9.1+6.1)10(3~10)1.995.97μF~19.9μF10μF10μF/16VCC取选C3：33Le2L3311(3~10)(3~10)2π()2π50(3.9+5.1)10(3~10)3.5410.62μF~35.4μF10μF10μF/16VCfRRCC取选Ce1：e13Le111(3~10)(3~10)2π''2π504.310(3~10)7.422.2μF~74μFCfR取Ce1=47μF选Ce147μF/16VCe2：e23Le211(3~10)(3~10)2π''2π502.710(3~10)1.183.54μF~11.8μFCfR取Ce2=47μF选Ce247μF/16V8.指标核算Ri=18..7kΩ10kΩ满足设计要求RL1=Ri2=6.1kΩ'L1Ci29.16.1//3.652k9.16.1RRR精选'L1V1'i13.6521001134.48RAR'LC2L3.95.1//2.21k3.95.1RRR'LV2'i22.2110026.858.23RARVV1V211(26.85)295250AAA满足设计指标要求。核算Hf、Lf：Lf：36L1Si1'''''''Sbbe1Sbe1e1e1e1e1e1e1e13636L2C1i22e2()(0.0518.7)101010187.5ms//[()//][()//]110.3424.310471014.89ms0.3424.3()(9.16.1)101010152ms[RRCRRrRrRRCRRCRRC'''e1b2b4be2e2e2e236363cLLj////()//]10.1462.71047100.1462.70.1391047106.51ms1111111()102π2π1.152π1.15187.514.891526.5132.2Hz50HzRRRrRRCf满足设计要求精选Hf：CQ1TCQ2T0.6725.77msV261.14444msV26IgIgm1m2'''310Sbbb1e11312H110π1'm1L1''332010m1L1L130.653.88[//(1)]//103.444kΩ30.653.883.44410150100.5166μs'25.773.65294.112v1(1)3.4441095.1123.65210331.21RRRrRrRCgRRRgRRA312H220μ1''''330Cbbb2e22312H330π2'm2L'4030m2L28kΩ331.218105101.656μs12.5192.273[//(1)]//101.924kΩ12.5192.2731.92410150100.2886μs'442.2197.24v2(1RCRRRrRrRCgRRRgRA'3L2312H240μ2HH4Hjj=1)(1.92498.242.21)10191.224kΩ191.224105100.956μs1.151.151111()2π2π0.51661.6560.28860.9562π53.56kHz50kHzRRCf满足设计要求