课程设计 多级放大电路设计报告.doc

模拟电路课程设计报告 多级放大电路设计 一、设计任务与要求 设计、仿真和安装调试一个放大电路。 电路的技术指标： 电源电压…………VCC = 12V； 电压增益…………Av = 40dB； 输入电阻…………Ri ( 20k； 最大输出电压……VOM （有效值）( 1V； 频带宽度…………30 Hz ~ 30 kHz; 负载电阻…………RL = 2k； 信号源内阻………RS = 1k； 使用环境温度：…-10 (C ~ +60 (C。 利用PSpice 或OrCAD进行模拟仿真。 二、方案设计与论证 设计要求总体分析 若采用单级放大电路，在共射电路、共集电路、共基电路、共源电路、共漏电路5种基本放大电路中，不可能使用单个放大电路达到设计要求，因此至少采用二级放大电路。技术指标中有电路工作的环境温度：-10 (C ~ +60 (C，设计的电路要采用分压式偏置以稳定电路工作点；电压增益= 40dB = 100，要采用的两种基本放大电路形式，或者一个的放大器和一个电压跟随器等等。考虑到输入电阻的指标要求，所选的放大器中至少一个的输入电阻作为第一级电路。在设计的电路中要恰当地并、串联电容以达到隔直、调节频带宽度的大小和上下限频率范围的效果。 方案设计 采用二级放大电路的形式：第一级为共集电路，不采用分压偏置式，利用其作为电压跟随器的性质，略小于1，其输入电阻为几十千~上百千欧姆数量级，可以实现设计要求电路技术指标，输出电阻很小，一般在几到几十欧姆，负载变动对增益影响不大，带负载能力强。 第二级为射极偏置电路，采用分压偏置式，利用其放大能力强的优点，较大，补偿第一级的电压损耗、提高放大电路的电压增益以达到设计要求；射极偏置电路作为基本工作点稳定电路，能减少温度对电路工作点Q点的影响，符合设计要求中电路指标的电路工作环境变化的温度。 两级放大电路采用阻容耦合式连接。 三、单元电路设计与参数计算 第一级电路——共集电路的设计 选取三极管S9013 H 331 ，该型号三极管在5 V 时，； 由共集电路输入电阻 ， 其中为第二级电路射极偏置电路的输入电阻，约为1k，由此计算可得，考虑到输入信号要尽可能全部加在三极管的基极和发射极两端、减少输入电流，以及仿真调试与实验调试的器材限制，取= 50k，此时； 成立的条件是，同时不能过大，否则第一级电路的工作点Q点太低以致造成第一级输出信号截止失真，取= 10k。 第一级放大电路设计图如图3.1：  图3.1 第二级电路——射极偏置电路的设计 选取三极管S9013 H 331 ，该型号三极管在= 5 V时，； 参考《模拟电子技术实验》第三章模拟电路基础实验《实验1电压放大分压式偏置电路》所做的实验报告，取，； 对于集电极电阻，由设计要求电路技术指标，可得 ，其中，，，由此计算可得，考虑到第一级电路跟随器，以及仿真调试与实验调试的器材限制，取，则此时； 将第二级电路的工作点Q点设定为= 6V，由射极偏置电路的直流分析可得 ， ，其中= 12V，，，，解得； 对于频带宽度，设计要求电路技术指标为30Hz~30kHz，即上、下限频率： = 30kHz，= 30Hz。 参考《模拟电子技术实验》第三章模拟电路基础实验《实验1电压放大分压式偏置电路》所做的实验报告，取，其中为输入回路耦合电容，为输出回路耦合电容，为第一级电路与第二级电路连接的耦合电容。对于下限频率第二级射极偏置电路的发射极旁路电容是主要因素，决定的下限频率，其中输出电阻，，，，按设计要求电路指标= 30Hz ，求得，考虑到仿真调试与实验调试的器材限制，取。 对于上限频率= 30kHz ，因为在高频时，第二级射极偏置电路的Miller效应比第一级共集电路的Miller效应大，第二级射极偏置电路在高频中跨接在b、e两端的对放大电路的频带宽度起主要作用，一般为数量级，因此要在第二级三极管的b、e两端并联数量级的电容，增大，提高上限频率，取。 第二级放大电路设计图如图3.2：  图3.2 四、总设计图及元器件清单 二级放大电路总设计图（图4.1） 图4.1 元件清单 元件序号 型号 主要参数 数量 备注 T1 S9013 H 331 (5 V) 1 T2 S9013 H 331 (5 V) 1 五、PSpice仿真调试 设计电路仿真调试 仿真调试二级放大电路设计图： 静态工作点分析 图5.1.1 设计图放大电路静态工作点 由以上两图可得知