小信号阻容耦合放大电路设计

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1、郑州科技学院《Multisim10电子仿真实验与设计》报告题目小信号阻容耦合放大电路设计学生姓名杨春城专业班级10级电子科学与技术二班学号201031051院（系）电气工程学院指导教师刘林阴完成时间2013年09月09日1目录1小信号阻容耦合放大电路设计11.1设计目的11.2设计要求11.3设计说明11.4设计静态工作点并计算元件参数22仿真设计22.1搭建实验电路22.2仿真分析33分析研究63.1问题分析63.2放大电路动态性能指标的检测74总结91小信号阻容耦合放大电路设计1.1设计目的通过小信号阻容耦合放大电路

2、仿真设计来讨论单元电路的一般分析、设计、元器件选取与调试的思路、流程、技巧和方法。1.2设计要求试设计一个工作点稳定的小信号单元放大电路。要求：

3、Av

4、>40,Ri>1k,Ro>3kΩ,fL<100Hz,fH>100kHz,电路的Vcc=+12V,Rl=3kΩ,Vi=10Mv,Rs=600Ω.1.3设计说明1、选定电路形式选用如图5.1.1所示的基极分压式工作点稳定的小信号共射放大单元电路。图5.1.1共射放大电路92、选用三极管因设计要求fH>100kHz,fH的指标要求较高。一般来说，三极管的fT越大Cb’e、Cb‘

5、c越小，fH越高。故选定三极管为9013，其ICM=500mA，V(BR)CEO20V，PCM=625mW，fT150MHz，ICEO0.1uA，hFE(β)为60200。对于小信号电压放大电路，工程上通常要求β的数值应大于Av的数值，故取β=60。1.4设计静态工作点并计算元件参数ICQ<26β/(Ri-rbb’)=1.95mA，取ICQ=1.5mA，Re=(VBQ-VBEQ)/ICQ=(3-0.6)/1.5kΩ=1.6kΩ，Re=1.6kΩRb2=βVBQ/(510)I1=(1224)kΩ,取Rb2=20kΩRb1=

6、Rb2(Vcc-VBQ)/VBQ=20(12-3)/3=60kΩ,取Rb1=56kΩ.Rbe=rbb’+26β/ICQ=1240Ω，RL’=

7、Av

8、rbe/β=0.827kΩRc=RLRL’/(RL-RL’)=1.14kΩ,取Rc=1.2kΩ.Cb2=Cb1>(310)/ω（Rs+rbe）=(2.68.6)μF。取Cb2=Cb1=10μF。Ce>(13)/[ω(Re//(RS+rbe)/β)]=(53~159)μF，取Ce=100μF。2仿真设计2.1搭建实验电路在Multisim10电路实验窗口，按上述设计参数搭建小信

9、号共射放大电路，如图5.1.2所示。9图5.1.2实验电路2.2仿真分析1、用直流工作点分析功能分析计算实验电路打开存盘的如图5.1.2所示的实验电路，单击Multisim10界面菜单“Simulate/Analyses/DCoperatingPoint…”按钮。在弹出的对话框中，是定节点1（基极）、节点2（集电极）、Vcc（直流电源）、节点3（发射极）和I[ccvcc]（流入直流电源Vcc的电流）为待分析的电路节点。单击“Simulate”仿真按钮进行直流工作点仿真分析，即分析结果（待分析电路节点的电位）显示“Anal

10、ysisGraph”（分析结果图）中，如图5.1.3所示。依分析结果，有：VBEQ=V1-V3=(2.92772-2.18949)V=0.74VVCEQ=V2-V3=(10.37662-2.18949)V=8.19VICQ=(VCC-V2)/RC=[(12-10.37662)/1.2]mA=1.35mA9图5.1.3输入、输出电压峰值测量数据DCOperatingPoint1V(2)10.376622V(1)2.9.7723V(3)2.189494I(ccvcc)-1.51482m图5.1.4直流工作点分析数据2、用测量

11、仪器仿真测量、分析实验电路的电压放大倍数和输入、输出电阻。用示波器测量的输入、输出信号波形参数如图5.1.3所示。由示波器游标可知道T2-T1的值，则实验电路的电压放大倍数为AV=Vop/Vip=-819.855/20.19=-40.61，数值余量不大。测得电源信号的峰值约为14.14mV，输入信号约为10.08mV，则实验电路的输入电阻为Ri=Vip/(Vsp-Vip)Rs=1.54kΩ。由图5.1.5（a）所示，断开负载电阻RL后，测得输出电压峰值Vop的平均数值约为576.5mV，如图5.1.5（b）所示，所以输出

12、电阻为R0=(Vop/Volp-1)RL=1.17kΩ。9图5.1.5（a）实验电路图5.1.5（b）信号、负载开路时输出电压峰值测量数据3、利用交流分析功能（ACAnalysis）分析实验电路的频率特性9图5.1.6放大电路的幅频特性曲线和相频特性曲线由图5.1.6可以得出下限频率约为159.103Hz上限频率约为