三极管放大倍实训报告综述.docx
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三极管放大倍实训报告综述
三极管放大倍实训报告综述
————————————————————————————————作者：
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ﻩ
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:
201５年1２月19日
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：
（１）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。
（2）在Av≥60ｄB时，输出端噪声电压的峰峰值 UoＮnｐp ≤100ｍV。
（3）放大器 BW－3dB的下限频率fＬ ≤10０Ｈz，上限频率ｆH≥10０KＨz,并要求在500Hz~100ＫHz频带内增益起伏≤3dB。
（4）放大器的输入阻抗≥４.7ＫΩ，输出阻抗≤10０Ω。
（5）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。
（６）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。
（7）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。
由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
根据要求，放大器的输入阻抗Ｒｉ≥4.7ＫΩ;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。
（1）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。
（2）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。
（３）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。
（4）画出整个电路形式
根据上述分析，要实现放大电路的参数要求,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=0.８-１.２mA，第二级IＣ１=1.5-2．0mA,本题第三级由所接负载确定。
第一级:
1）计算确定ＲE1：
对于第一级，由于输入信号较小，所以基极电压可以取小一些，一般取UB=（3~５）ＶBE。
本题可取ＵＢ1≥２.5V。
又UＢ１=Ube1+UE1,所以UE1≥2.５-0.7≥1．8Ｖ。
假设IE1=１.０mA，则RE1= UE１/IＥ1=1.8Ｖ / 1．0mＡ≥１．８ＫΩ。
2）计算确定Re1:
假设β＝100时,又Ｒｂ1、 Rb2>>Ri，所以Rｉ≈（1+β）Re１＞4.７K,则Re１＞4７Ω,取标称电阻Ｒｅ１=50Ω
3）计算确定
上题ＩC1≈ＩE1＝１.0mＡ，得IＢ1=1０uA，由I1≈I2＝（５-1０）IB,取I1≈I2=1０IＢ１=10×１0＝０．１ｍA
再按,即为标称值
取标称值
4）计算和确定集电极电阻RC
由放大电路的静、动态分析可知，ＲC是决定静态工作点和满足电压增益要求的一个关键元件。
由于，若取，则
，取标称值5．1KΩ
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
由于放大电路是用于放大低频信号（f=２0ＨZ～200KHZ），则耦合电容和射极旁路电容的容量可直接取经验标称值:
，
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,取=１KΩ，则
则静态发射极电流 取ＩＥ3＝1０mＡ，则，
，取标称值=５1KΩ
4、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。
（1）先在没接负反馈的情况下调试出一级放大，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；
（2）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;
（3）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；
（4）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
3、电路仿真与参数测试
（1）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,用示波器观察,不能出现失真。
图4-1
从上图可以看出,Aｕ1＝7０．9mV/３mV=23.6
Au2=3090mＶ/7０.9ｍV＝43.6
Aｕ3=30１0mＶ/309０ｍV=0.９74
Au=Uo／Uｉ=３010/3>１000，满足设计要求。
（2）输入电阻测试
输入电阻测试电路如下图4－2所示。
图4-2
从上图可以看出：
满足设计要求。
（3）输出电阻测试
输出电阻测试电路如下图4-３，先开路测试输出电压UO=3.１０2V
图4－3
带负载测试的电路见上图4-1所示，输出电压ＵＬ=3.01V;
输出电阻，满足设计要求。
（4）带宽测试
从测试结果看下限频率ｆＬ（ｘ1）＝６1.75Hｚ,上限频率 fH（ｘ2）=５40.３６ＫHz。
符合BW=100Hz－10０KHz的设计要求。
4、总结与体会
作为一名物联网的学生，我觉得在大学的学习中做这样的实训是十分有意义。
我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去面对现实中的各种设计？
如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？
这就需要一些实训来创造机会来学习了。
为了让自己的设计更加完善，更加考核标准，一次次翻阅模电方面的书籍是十分必要的，同时也是必不可少的。
通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处，虽然感觉理论上已经掌握,但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。
通过这次设计，我懂得了学习的重要性,了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作铺展了道路。
另外，课堂上也有部分知识不太清楚，于是我又不得不边学边用,时刻巩固所学知识，这也是我作本次课程设计的一大收获。
整个设计我基本上还满意，由于水平有限,难免会有错误,还望老师批评指正。
5、参考文献
（1）、《三极管放大电路计算的一些技巧》
（2）、《基本放大电路设计与仿真调试》
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