电压放大器设计.docx
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电压放大器设计
学号:
课程设计名称：
模拟电路设计
题目：
电压放大器
学生姓名：
学院（系）：
信息科学与工程学院
专业班级：
自动化101班
指导教师：
设计时间：
2011年12月1日2011年12月13
电压放大器
1、设计要求总体分析……………
4
一、设计目的、要求、步骤
1、总目的：
设计仿真一个电压放大电路
目的：
（1）、学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。
（2）、学会电压放大器的设计方法和性能指标测试方法。
（3）、培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
2、设计要求：
即电路的技术指标
（1）电源电压Vcc=12v
（2）电压放大倍数Au=7
（3）输入电阻Ri≥10kΩ
（4）电路为三级放大电路
（5）电路最后一级为电压跟随器
3、设计步骤
（1）、查阅有关资料，完成总体设计框图
（2）、完成设计框图各个部分的详细设计，并选择合适参数的电子元器件完成各部分电路，绘制电路原理图。
4、利用仿真软件进行仿真
二、方案设计与论证
1、设计要求总体分析
设计要求放大倍数为学号后二位即放大14倍，最后一级为电压跟随器电压放大倍数约为1倍，所以需要在前两级中将电压放大14倍，由于输入电阻要大于10千欧，所以选择共发射集的电压放大器，因为多级电压放大器的放大倍数为各单个电压放大器放大倍数之积，所以可选第一集放大7倍，第二级放大2倍。
多级电压放大器的输入电阻为第一级放大器的输入电阻，即第一级电压放大器的输入电阻需大于10千欧。
计算前级的电压放大倍数和输入电阻时应将后级的输入电阻看作前级的负载，计算后级的输出电阻时应将前级的输出电阻看作后级的信号源内阻。
2、方案设计
采用三级放大电路形式：
（1）第一级为共发射级电路，不采用分压偏置式，使其放大四倍，其输入电阻Ri为几十千欧的数量级，可实现设计要求电路的技术指标Ri≧10kΩ，而且放大倍数可以从一调至几百倍，可调范围很宽，很符合放大倍数较小的电路，负载电阻较小。
（2）第二级也为设计偏置电路，采用分压偏置式，利用放大倍数可以近似决定电阻取值的优点，使其放大倍数小于一，减小四倍；而且其输入电阻小，可以做第一级的负载电阻。
（3）第三级采用共集电路，不采用分压偏置式，利用其作为电压更随器的性质，Au略小于1。
（4）三级放大电路采用阻容耦合式连接，利用其三极管各个静态工作点相互独立，互不影响的优点。
三、单元电路设计与参数计算
1、第一级电路——共射级电路的设计
（1）、选取三极管2N2221A,该型号三极管在
（2）、由设计电路要求技术指标Av=7Db,可得
|Av|≈|-（Rc∥Rl）/Re|=7;
其中取Re=1kΩ,Rc=4KΩ;
（3）、将此级电路静态工作点Q点设定为Vceq=6v,由射级电路分析可得Vceq≈Vcc-Icq（Rc+Re）
Icq=βIb;
Ibq=（Vcc-Ubeq）/（Rb+（1+β）Re）
其中Vcc=12v,Re=1kΩ,Rc=4KΩ,β=65,解得Rb
（4）、由共射级电路输入电阻
Ri=Rb//[r+（1+β）Re]≧10kΩ
2、第二级电路——分压偏置共射级电路的设计
（1）、选取三极管2N2221A,该型号三极管在
（2）、将二级静态工作点Q点设定为Vceq=6v;
Vceq=Vcc-IcqRc-IeqRe;
Ubq=（Rb2/（Rb1+Rb2））Vcc;
（3）又根据静态工作点的要求，选取Rb1=8kΩ;Rb2=8kΩ;
（4）对于二级电路要是放大倍数为2，即Au=2Db,可得，
Au=-β（Rc//Rl）/（r+（1+β））Re1）
当Re1>>r则
Au≈-（Rc//Rl）/Re1=2;
根据以上选取Re1=1kΩ;Re2=60kΩ
3、第三级放大电路——电压跟随器
（1）、选取三极管2N2221A,该型号三极管在
（2）、第二级放大电路的负载电阻为因此输入电阻
Ri=Rb//（r+（1+β））（Re//Rl））=16kΩ
（3）为了保证此电路具有电压跟随作用，因此
（1+β）Re>>r；
选取Re=4kΩ
四、总设计图
五、电路的调试与微调
由于是三极管间阻容耦合，各个三极管间的负载电阻与输入电阻有误差，所以初步电路图误差较大。
经过调试，使部分电阻稍微改变，使得放大更加接近于14。
六、仿真结果展示
七、设计心得
通过这次对电压放大器的设计与制作，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于电压放大器的原理与设计理念。
对于模拟电子电路有了更深的认识。
在设计中应该考虑不同思路的设计方法，并且比较他们之间的优缺点，寻找出最适合的设计方案。
本次仿真设计，我深刻认识到自己理论知识的不足，书本上的一些知识还没有吃透，各部分的原理图设计经过和同学们的讨论以及请教老师后才得出。
对于Multisim软件的应用较为生疏，需要以后多多加强练习。
总之，要多思考，多比较，多尝试把所学的书本知识应用于实际。
八、参考文献
[1]《模拟电子技术基础（第四版）》 高等教育出版社出版.2009
[2]《模拟电路及其应用》清华大学出版社.2008.9
（注：
可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!
）
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