多级放大电路的设计仿真分析Word文件下载.docx
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io1-1.68679
13-939.65643m
14-939.65643m
在进行直流工作点分析时,电路中的交流源将被至零,电容开路,电感短路。
然后得到输入输出等各点的电压工作电压Io1=io2=-1.67679。
2、交流分析
由分析可知,直接耦合差分放大电路的频率响应类似于低通放大电路。
在频率较小时,晶体管的电容效应可以忽略不计。
放大器对差模信号有很好的放大作用。
而当频率增大时,晶体管的电容效应不可忽略,并其影响随着频率的增大而增大,导致放大倍数下降,相移不断增大
3、瞬态分析
对输出节点io1和io2进行瞬态分析,即是指观察该节点子啊整个显示周期中每一时刻的电压波形,图中显示双端输出波形完全重合,即无失真,输出正常。
4、傅立叶分析
Fourieranalysisforio2:
DCcomponent:
-1.6855
No.Harmonics:
9,THD:
0.464951%,Gridsize:
256,InterpolationDegree:
1HarmonicFrequencyMagnitudePhaseNorm.MagNorm.Phase
---------------------------------------------------
110000.3093750.011351110
220000.00139769-92.4150.0045178-92.426
330000.000317991-3.58990.00102785-3.6013
440000.00011330285.42440.00036622785.4131
550003.75667e-005174.4410.000121428174.43
660001.33889e-005-96.434.32772e-005-96.442
770004.67737e-006-7.12481.51188e-005-7.1361
880001.73049e-00681.9765.59349e-00681.9647
990005.16304e-007174.8681.66886e-006174.856
由此可知,在1KHZ电源作用下,该电路的失真很小,可以忽略
5、噪声分析
NoiseAnalysis
inoise_total535.06991n
onoise_total_qq2_rc0.00000
onoise_total_qq2_rb0.00000
onoise_total_qq2_re0.00000
onoise_total_qq2_ic0.00000
onoise_total_qq2_ib0.00000
onoise_total_qq1_rc0.00000
onoise_total_qq1_rb0.00000
onoise_total_qq1_re0.00000
onoise_total_qq1_ic0.00000
onoise_total_qq1_ib0.00000
onoise_total_qq1_1overf0.00000
onoise_total_rr516.31716n
onoise_total_rr416.11037n
onoise_total_rr316.11037n
onoise_total_rr21.63091n
onoise_total_rr11.63091n
onoise_total52.00490n
噪声分析用于检测电子线路输出信号的噪声的噪声功率幅度,用于计算、分析电阻或晶体管的噪声对电路的影响。
此电路各噪声源较低,总的噪声:
52.00490n
6、失真分析、傅立叶分析显示：
误差0.464951%较大，所以会出现如此波形。
随失真较大，单基本正常。
属于正常范围内。
。
7、直流扫描分析、
通过直流扫描分析，利用一个或两个直流电源分析电路中输出节点上的直流数值变化情况。
图中线性变化显示输出正常。
直流工作点从-1.6867逐渐增大。
8、灵敏度分析、SensitivityAnalysisqq2_area10.50911mqq2_temp284.55281?
qq1_area10.50987mqq1_temp284.57692?
rr51.02730mrr4-289.79965?
rr3-289.79965?
rr2-21.33427?
rr1-21.33427?
vv1308.41057mvddvee319.36863mvccvcc63.81023m结果显示：
此电路特性对电路中元器件参数的敏感程度较低。
9、参数分析扫描、R3、R4的变化都会导致电路放大倍数的变化。
所以R3、R4都应该选择合适的电阻，才会使电路不会失真。
10、温度扫描分析、
由分析可知，差分放大电路的放大倍数随着温度的升高而下降。
实验总结：
四、实验总结：
通过本次作业，进一步加深了我对模拟电路差分放大电路的了解，也使我能够更加熟练的使用MULTISIM仿真软件，同时也加深了我对各电路分析方法的认识与使用。
参考文献：
《模拟电子技术基础》第四版《基于NIMultisim的电子电路计算机仿真设计与分析》
物理与电子工程学院
《高频电子线路》课程设计报告书
设计题目:
多级低频电压放大器专业:
电子信息科学与技术班级:
10电科本1学生姓名:
赵亚华学号:
2020171131指导教师:
刘清华
2020年11月20日
物理与电子工程学院课程设计任务书
专业：
电子信息科学与技术班级：
10级电科本
摘要
高频电子线路课程设计是从理论到实践的一个重要步骤，通过这个步骤使我们的动手能力有了质的提高，也使我们对电路设计理念的认识有了质的飞跃。
本课程设计是对放大器对电压放大的基本应用，我们设计的二级低频阻容耦合放大器严格按照实验要求设计，能够充分满足的电压放大倍数、频带宽、输入输出电阻等实验要求的性能参数，这次课程设计让我们了解了类似产品的内部原理结构。
设计时我设计了二级三极管放大电路、可变放大倍数的二级运算放大器电路等多种方案，由于考虑到器材的限制，我们最终采用了最为简洁的两级运算放大器电路，实现了用最少的元器件实现要求功能。
关键词：
低频；
放大器；
阻容耦合；
1设计原理及框图...........................................1
1.1设计原理.................................................11.1.1两级放大器.............................................11.1.2运算放大器.............................................11.2闭环负反馈...............................................1.3带通滤波器...............................................2设计要求及方案...........................................2.1设计要求.................................................2.2设计方案.................................................3放大倍数.................................................4电路图...................................................5仿真输入输出波形.........................................6主要元器件参数...........................................7总结及体会...............................................参考文献....................................................
22
3
33
445567
1设计原理及框图
1.1设计原理
1.1.1两级放大器
为了尽可能保证不失真放大，采用两级放大电路。
阻容耦合放大器是多级放大器中最常见的一种，两级之间通过耦合电容及下级输入电阻连接，故称为阻容耦合，由于电容有隔直作用，使用前、后级的直流工作点互相不影响，各级放大电路的静态工作点可以单独计算。
每一级放大电路的电压放大倍数为输出电压Uo与输入电压Ui之比，其中，第一级的输出电压Uo1即为第二级输入电压Uo2，所以两级放大电路的电压放大倍数为AV=VO2i=O1*O2=AV1*ViVAV2O1
两级低频阻容耦合放大器参考方案方框图如图1所示，它包括信号发生器、第一级、第二级、示波器。
图1二级低频阻容耦合放大器方框图
1.1.2运算放大器
运算放大器是一种直流耦合，差模（差动模式）输入、通常为单端输出的高增益电压放大器，因为刚开始主要用于加法，乘法等运算电路中，因而得名。
一
个理想的运算放大器必须具备下列特性：
无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。
最基本的运算放大器如图1-1。
一个运算放大器模组一般包括：
一个正输入端（OP_P）、一个负输入端（OP_N）和一个输出端（OP_O）。
图1-1基本运算放大器
1.2闭环负反馈
将运算放大器的反向输入端与输出端连接起来，放大器电路就处在负反馈组态的状况，此时通常可以将电路简单地称为闭环放大器。
闭环放大器依据输入讯号进入放大器的端点，又可分为反相放大器与非反相放大器两种。
反相放大器如图1-3。
图1-3反相闭环放大器
非反相闭环放大器如图1-4。
假设这个闭环放大器使用理想的运算放大器，则因为其开环增益为无限大，所以运算放大器的两输入端电压差几乎为零，其输出与输入电压的关系式如下：
Vout=（（R2/R1）+1）*Vin
1.3带通滤波器
带通滤波器的作用是允许某一段怕你带范围内的信号通过，而将次频带以外的信号阻断。
带通滤波器经常用于抗干扰设备中，以便接受某一视频带范围内的有效信号，而消除高频段和低频段的干扰和噪声。
图1-4非反相闭环放大器
2设计要求及方案
2.1设计要求
已知条件：
（1）电源电压VCC=12V；
（2）负载电阻RL=2KΩ；
（3）输入信号为Vi=4mv，f=1KHZ的正弦波电压，信号源内阻Rg很小可忽略；
（4）晶体管用3DG6。
技术指标：
（1）放大器不失真输出电压VO≥1000mv，即放大器电压增益∣AV∣≥250；
（2）△f=300Hz~80KHz；
（3）放大器工作点稳定。
2.2设计方案
1采用集成运放
可以采用集成运放来搭建放大电路。
该方案设计简单，集成度高、精确度高，在参数上输入电阻很高，输出电阻低，采用集成运放放大小信号是很好的选择。
2采用三极管
采用三极管的级联方式组成多级放大电路。
三极管又可以分为三种放大电路：
共射、共集和共基放大电路。
三种方式有各自的特点。
根据实验的要求，本设计最终采用了三极管设计的方案。
电路由两级放大电路级联组成，第一级为分压偏置的共射级放大电路，第二级采用同样的放大电路通过电容耦合连接起来。
3原始方案图
每一级放大电路的电压放大倍数为输出电压与输入电压之比，其中，第一级的输出电压即为第二级输入电压，所以两级放大电路的电压放大倍数为:
Au=Uo1/Ui*Uo2/Ui2=Au1*Au2
3放大倍数
A第一级的输出电压
第一级电压幅值放大倍数为：
Au1=266.795mV/4mV=66.7
B第二级的输出电压
第二级电压幅值放大倍数为：
Au2=1.09v/266.795mV=4.09
所以放大电路的总体放大倍数为一级和二级放大倍数的乘积：
Af=Au1*Au2=273（大于250，满足设计的要求）
4电路图及输出波形
5仿真输入输出波形
蓝色是输入，红色是输出。
6主要元器件参数表1-1主要参考元器件
7总结及体会：
本次课程设计是迄今为止本人觉得意义最大也是收获最大的一次设计，身为电子信息科学与技术专业的学生，设计是将来我们必需的技能，是生存立业的根本，而此次实习恰恰给我们提供了一个应用自己所学知识的平台，使我们的书本知识不再只是局限于大脑而是用于实践。
这是第一次接触这个软件，觉得这个软件真的很棒，用起来超方便的，这个仿真软件很形象的将我们所想的电路能够用计算机运行出来，而且我们可以在上面很轻松的做出修改，在本设计过程中，Multisim帮助我进行了直观的仿真以及快速的测量。
对于检查那些需要进行反复设计的计算值来说，Multisim是一个极其宝贵的工具，而且它能够在使用真正的元件进行电路原型设计之前给予我极大的信心。
因为两级阻容耦合放大电路的电路图是固定的模式，所以我只需要设计元器件的参数，对着这个问题，刚开始我先大概的算出放大倍数大于250，然后根据输出与输入波形的比较以及幅频特性，慢慢的调节，是能够达到老师的设计要求。
从理论设计到仿真软件的仿真，之后又经历了方案的确定，以及不断地调试直至成功。
这些过程都需要我们积极动手动脑，借鉴书本知识，联合自己的电路图予以分析。
本次课程设计可以说是对于以往所学的一次检测，过程不可谓不辛苦，收获不可谓不丰厚。
本次课程设计，最重要的环节还是设计，设计的成功是实验成功的基础。
所以设计环节必需积极动脑，动手，查阅相关资料，以求设计成功。
前面的电路设计很令人头疼，我的电路相对并不是很复杂，仿真也相当的成功，但是从古至今就有一个不变的真理这之中的过程相当磨砺人的耐心。
参考文献
[1]《模拟电子技术基础》杨素行高等教育出版社2020
[2]《集成电路原理及应用》谭博学苗汇静电子工业出版社2020
[3]《模拟电子技术基础》第四版清华大学童诗白、华成英主编
[4]《电子技术与仿真——基于Multisim8与Pprotel2004》清华大学出版社杨欣、王玉凤、刘湘黔主编
[5]《基于Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析》电子工业出版社黄智伟主编
[6]《电子线路设计实验测试》清华科技大学出版社第二版谢自美主编
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