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时间:2019-08-19
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1、三极管放大1000倍实训报告 通信与电子学院 课程名称:电子技术设计实训2 题目:增益步进可控晶体管放大器 学生姓名: 专 业: 班 级: 学 号: 指导教师: 20XX年12月19日 1 增益步进可控晶体管放大器设计报告一、引言 我们设计的电路需要的功能: 电压增益Av≥60dB,输入电压有效值Ui≤3mV。Av在10~60dB范围内可调,步进值为±6dB。 在Av≥60dB时,输出端噪声电压的峰峰值UoNnpp≤100mV。 放大器BW-3dB的下限频率fL≤100Hz,上限频率fH≥100KHz,并要求在500Hz~100K
2、Hz频带内增益起伏≤3dB。 放大器的输入阻抗≥Ω,输出阻抗≤100Ω。 当RL=1KΩ时,最大输出正弦波电压有效值Uo≥3V,输出信号波形无明显失真。 要求预留测试信号输入端,负载电阻两端预留输出测试端子。自备直流稳压电源,功率10W,输出电压12V。 二、电路设计过程 1、放大级数及各级放大倍数的确定: 根据电压增益Av≥60dB,所以Au≥1000,放大电路至少需要两级。于要求输入电阻较大,故第一级放大倍数不可能很大,一般小于第二级,一般第一级电压放大倍数Au1=20-25左右,则第二级电压放大倍数Au2=40-50。 2、放大电路形式的确定 根据
3、要求,放大器的输入阻抗Ri≥Ω;简单共射放大电路的输入电阻一般小于2KΩ,因此必需引入电流串联负反馈,提高输入电阻,稳定静态工作点。放大电路的形式如下图所示,为分压式射极偏置放大电路。 2 根据输出阻抗Ro≤100Ω的要求,放大电路的输出级宜采用共集电极电路。根据带宽和负载,选择合适的晶体三极管。本题要求BW=100Hz-100KHz,RL=1KΩ,因此晶体三极管全部选用9014或1815。 要实现Av在10~60dB范围内可调,步进值为±6dB,可采用负反馈形式,改变反馈量则可改变增益,从而实现增益可调。 画出整个电路形式 根据上述分析,要实现放大电路的参数
4、要求,整个放大电路有三级,电路形式如下 3、元件参数计算 首先确定各级静态工作电流,一般而言第一级IC1=,第二级IC1=,本题第三级所接负载确定。 第一级: 1)计算确定RE1:对于第一级,于输入信号较小,所以基极电压可以取小一些,一般取UB=(3~5)VBE。本题可取UB1≥。又UB1=Ube1+UE1,所以UE1≥≥。假 3 设IE1=,则RE1=UE1/IE1=/≥Ω。 2)计算确定Re1:假设β=100时,又Rb1、Rb2>>Ri,所以Ri≈(1+β)Re1>,则Re1>47Ω,取标称电阻Re1=50Ω 3)计算确定Rb1、Rb2 上题IC1
5、≈IE1=,得IB1=10uA,I1≈I2=(5-10)IB,取I1≈I2=10IB1=10×10=再按Rb225K,即为标称值Rb224KVCCUB11295K,取标称值Rb182K)计算和确定集电极电阻RC 放大电路的静、动态分析可知,RC是决定静态工作点和满足电压增益Au要求的一个关键元件。于VCCIC1RC1UCE1UE1,若取UCEQ5V,UE则 RC1VCCUCEQUE125,取标称值Ω 以上计算是假设β=100时的结果,当β不等于100时,要重新计算。 5)确定耦合电容和射极旁路电容C1、C2和Ce 于放大电路是用于放大低频信号(f=20HZ~2
6、00KHZ),则耦合电容和射极旁路电容的容量可直接取经验标称值: C1C210~20F/16V,Ce50~100F/16V 第二级:计算方法同第一级,不再得重复。第三级: 为使输出电压达到最大值3V,发射极静态电压为电源电压的一半,即UE3=6V。 先确定输出回路的动态范围:负载电流的幅值为IL3VuO3mA,取RL=1KΩ,则IL1KRL6V600,10mA则静态发射极电流IE322IL取IE3=10mA,则RE3RB3VCCUB31252K,取标称值RB3=51KΩ 、电路调试 板子的电路参数计算好后,就进入电路调试阶段了。 4 先在没接负反馈的情况
7、下调试出一级放大,主要数调节左边的第一个滑动变阻器。当一级放大的峰峰值在75~120mV时,进入下一步; 调试二级放大,主要调节中间两个滑动变阻器,当放大到3V时,进入下一步; 调试第三级放大,主要是换电压射极跟随器的电阻。当输出为3V左右时,进入下一步;调试负反馈,主要调节图中最右端的滑动变阻器,使改变滑动变阻器的阻值,可以改变放大器的放大倍数。调试完毕。 5、本设计总体电路 6、电路调试结果 5 6 三、电路仿真与参数测试 电压放大倍数测试 在Multisim中画出系统电路如下图4-1所示。在3mV输入信号下,用示波
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