多级低频电压放大器docx.docx
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多级低频电压放大器docx
探※※※※※※※※
2011级
模拟电子技术课程设计
探※※※※※※※
直流集成稳压电源
姓
名
王曼
学
号
20106708
院、系
条、部
电气工程系
班
号
方1110-1
完成时间
2012年6月29日
本课程设计是对放大器对电压放大的基本应用，要求设计对20-10kHZ的信号进
行选取并运用多级同相放大器对电压进行放大，
根据模拟电子技术基础的直接耦合实现了集成化，将前一级的输出端通过电阻接
到后一级的输入端，直接耦合放大，所以我们通过直接耦合可以实现我们需要的电路放大倍数并且通过带通电路达到滤波的要求通过多极放大电路的电压放大倍数等于组成它的各级电路电压放大倍数之积。
其输入电阻是第一级的输入电阻，输出电阻是末级的输出电阻。
在求解某一级的电压放大倍数时应将后级输入电阻作为负载。
多
级放大倍数,算出所需要的电路。
第1章设计任务与要求1
1.1设计目的1
1.2设计要求1
1.3设计原理1
第2章方案与论证2
第3章单元电路设计与参数计算2
3.1电路设计2
3.2主要元器件参数计算2
第5章安装与仿真3
第7章结论与心得8
第8章参考文献9
第1章设计任务与要求
1.1设计目的
（1）通过查询相关资料，培养学生独立分析解决问题能力；熟悉Multisim软件的使用。
（2）能够较全面地应用“模拟电子技术基础”课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握电路设计的全过程（设计-运算-仿真-调试安装）。
（3）培养独立思考、独立设计规定功能的模拟电子系统的能力。
（4）能合理、灵活地应用分立元件或标准集成电路芯片实现规定的电路。
（5）培养实际与理论相结合的思维能力。
（6）培养书写综合设计实验报告的能力。
1.2设计要求
（1）电压放大倍数大于600倍；
（2）电路的频带为：
20Hz~10kHz
（3）输入电阻大于100kQ,输出电阻小于等于50Q
（5）输出电压峰峰值大于10V
电路可以采用分立器件，也可以选用运算放大器。
运放供电电源既可以采用单电源也可以选用双电源。
1.3设计原理
考虑到放大倍数要求不是很高，两级基本就可以满足要求，二级低频直接耦合放大器参考方案方框图如图1-3所示，它包括信号发生器、第一级、第二级、示波器。
第一级为带通滤波器，第二级为电压放大器。
緒号发生器
图1-3二级低频阻容耦合放大器方框图
第2章方案与论证
多极低频放大电路设计方案：
（1）直接耦合放大器是多级放大器中最常见的一种，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和放大倍数可以单独计算然后相乘。
（2）因为交流电压源客观的存在内阻，为了使电压源充分利用，应减小其内阻值，所以使得输入电阻阻值尽可能的大；输出电阻阻值尽可能的小。
根据要求规定阻值。
（3）因为涉及低通电路，所以在设计电路框图应考虑电容和电阻之积。
（4）因涉及静态工作点，所以该电路图应有直流电源。
（5）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放大倍数为两级放大倍数之积。
第3章单元电路设计与参数计算
3.1电路设计
本次设计采用运算放大器实现，电源电压为6mv的交流电源，并通过低通电路使负载1KQ输出信号为压峰峰值：
当交流电压源的频率f为20kHZ-10KHz的时，电路正常放大，u>=10v;当交流电压源的频率f<20Hz或f>10KHz时，u<10v当利用示波器观察输出信号。
并通过Multisim验证，达到所需目的。
3.2主要元器件参数计算
运放采用741型号
王要参数为R1=760ohm,R2=38.67ohm,R3=1160ohm,R4=40ohm,R5=40ohm；R6=15.92ohm,R7=7957.750ohm,C1=1uf,C2=gf:
Ri
AU^11=20
R5
R,
代2=1—30
&
代二Au1AU2二600
信号发生器电压为6mv
第4章电路图
多级低频放大器电路图如下：
C1
WF
j>R7
^7357-7553^
12V
15.9155Q
C2
卄
"F
VEE
-12V
7iSDD
R3
1160Q
R2
3EG7O
>：
SC1
图4-1多级低频放大器电路图
第5章安装与仿真
频率为5kHZ勺信号发生器如下图：
R1
-AW
75JQ
|VEE
13V
R2-VW-38.67R
R3
■AW-
11S0G
图5-1频率为5kHZ的信号发生器
运行结果如下图:
S3
工豆率-XSC1
ee—Fr
■12V
R3
111
7E0Q
第6章调试与性能分析
调试时应小心谨慎，电路安装完毕后，首先应检查电路各部分的接线是否正确，检查电源、地线、元器件的引脚之间有无短路，器件有无接错，再接入电路所要求的电源电压，观察电路中各部分有无异常现象，如果出现异常，应立即关闭电源，排除故障后重试。
（1）当交流电压源的频率20Hz-10kHz时，输出波形为：
图6-1信号发生器
⑵当交流电压源的频率＜20Hz或＞10kHz时，输出波形为:
频率为5赫兹的信号发生器如图:
FunctionGeneratcr-XFGl
12V
3
训avefonms
Setrise/Faltinw
Common
-1：
V
图6-3频率为5HZ勺信号发生器
（3）频率为5赫兹的运行结果如图:
可器-X5匸1
S3
图6-4频率为5HZ时的运行结果
频率为12kHZ的信号发生器如下图:
FunctionGenerator*XFG1
Offset:
Coimmon
亍
»12V
R4
-12V
40£1
7son
Waveforms
Signaloptions
FrequerKy:
LJ
1
*d
JVJ
'>
-X
xrci|
L=^
1
U1
R2
-A/\A—
3SE7n
12
kHz
1曲
O
6
mVp
0
V
Dutycyde:
AmpStude:
Setnse/Falltme
11600
图6-5频率为12kHZ的信号发生器
频率为12kHZ的运行结果如下图：
误差分析:
（1）导线会有一定的内阻，会影响所设计器件的精度。
（2）各元件也有允许的误差值，也会影响所设计器件的精度。
（3）测量仪表的精度。
（正规的仪表国家有有规定的误差数值）
（4）原件之间的搭配合理程度也会影响设计器件的精度。
本实验所设计的电路主要是误差产生在放大级和选频级，其中放大级主要是电阻
Rf的选取搭配，会对输出电压的放大倍数有一定影响。
选频级主要是电阻电容的搭配，会对输出电压的峰峰值产生影响。
在频率的最大值10kHz和最小值20Hz左右会
有一定的误差，这也是在允许范围之内。
第7章结论与心得
身为电气工程及其自动化专业的学生，我们深知我们所学专业赋予了很强的逻辑性，实践能力又是检验我们所学知识是否扎实的标准，我们应该勤动手，多实践，用严谨的思维去设计和改善电路，从而达到我们的目的和任务。
实践当然需要坚强的理论实践做基础，在学习模电这门学科的时候，更多的对知识的思考和创新不仅加深了我们对模电知识的理解，而且更有助于实践，做电路设计之前也必须熟悉设计背后的理论要求，加强理论巩固。
在设计过程中，要对自己设计的电路进行理论分析，判断可行性，尽量多的考虑外界因素对其造成的影响，以方便在不同需求事做出相应的改变；其次就是对电路的仿真，一般分为软件仿真和硬件仿真，当然软件的效果比较差，它都是在理想条件下成立的，级理论上得到的，所以硬件仿真是重要的。
在完成所有电路的硬件仿真之后，达到预期的效果之后居可以开始制作电路，可以制板或换板，根据需要。
设计和制作完成后，总结也是必不可少的，在这一过程中，我们虽然经历了很多的困难，对知识的不完全理解，对实践的束手无策，但是结果是好的，在很多朋友和老师的帮助下，我们逐渐完善了我们的知识储备。
在对知识进行灵活运用的时候发现了自己学习过程中的不足并加以探讨，最终拥有一个属于自己的真实财富，其实这个过程才是我们学习的精华，我们总结我们各自的优势，团结一心，互相帮助，最终一起把问题解决，我们的最终结果虽然会有些瑕疵，但是我们已经尽力做到自己最好的水平，这样的日子充实而有意义。
同时，通过对这次放大器的设计让我对模电知识有了更深的了解，学会了调节三
极管静态工作点，明白了静态工作点对三极管的放大特性有着极其重要的影响。
最终
波形通过滤波器出现的图像让我们有点吃惊，科学技术就是这么强大。
此次课程也离不开老师的耐心指导，辛勤指教，老师在百忙之中抽出时间来对我们进行指导，很感谢老师！
朋友们也互帮互助，对有疑问的问题大家共同讨论，最终把问题解决。
在这个过程中体现出来了我们的团结性和对知识的探索和实践能力。
在
这个过程中，我们也查阅了很多资料以达到对知识可以更灵活的掌控，更有利于在今
后我们即将要学习的专业知识的掌握与应用，将专业知识运用到生活之中是我们的目的和要求，我们用我们严谨的思维和灵巧的动手能力丰富我们的生活。
第8章参考文献
[1]《模拟电子技术基础简明教程（第三版）》杨素行高等教育出版社
[2]《电子技术基础模拟部分（第五版）》康华光高等教育出版社
[3]《电子技术基础课程设计》康华光高等教育出版社
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