两级交流放大电路.docx
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两级交流放大电路
新疆大学
课程设计报告
所属院系：
电气工程学院
专业：
自动化
课程名称：
电子技术基础A
设计题目：
两级交流放大器
班级：
自动化091
学生姓名：
蒋波
学生学号：
20092102003
指导老师:
程静、努尔买买提
完成日期：
2011年7月8日
课程设计题目：
两级交流放大器的设计
要求完成的内容：
使用集成运算放大器设计一个两级交流放大器。
技术指标要求为：
中频电压放大增益为1000，输入电阻为20kΩ，通频带为20Hz-10KHz，最大不失
真输出电压为5V，负载电阻为20kΩ。
所使用的元器件要求为：
运算放大器（LM741
或LM353），电容（瓷片电容），电阻（0.25瓦）等。
要求：
（1）根据设计要求，确定电路的设计方案，计算并选取电路的元件参数。
（2）分析、测量电路的相关参数，修改、复核，使之满足设计要求。
（3）综合分析计算电路参数，满足设计要求后，认真完成设计报告。
指导教师评语：
该生具有查阅文献资料和手册的能力，了解与课题有关的电子电路
以及元器件的工程技术规范。
能够把课堂理论知识用于实际，按照任务
书的要求完成设计任务。
设计思路明确，概念清晰，设计的电路正确，
分析计算合理，仿真结果满足性能指标要求，论文内容详尽，格式满足
报告要求。
评定成绩为：
指导教师签名：
年月日
两级交流放大器的设计
一、设计方案
（1）根据要求,本设计为选择用两个741集成运放来实现两级交流放大的效果.
（2）为了使得输入端在电源吸取能量的能力强，且使得输出端带负载的能力强，于是
采用第一级电路为串联负反馈。
第二级采用电压负反馈。
（3）在输入级电路采用同相输入的形式，输出端采用的是反相输入的形式。
（4）要求增益为Av=1000，因为第一级主要是起到放大的作用，所以可以使得第一级
增益为Av1=100，第二级主要是体现出接负载的能力，使得Av2=10。
（5）反复调试电路，使之符合要求。
整体方案设计完毕。
二、单元电路的设计和计算
1.输入级
图1输入级放大电路图
（1）输入级电阻参数的计算及选择：
根据要求输入为20kΩ的电阻，有，Rp1=Ri=20kΩ
而Ri=R1//Rf1
反馈网络中增益Av1=1+Rf/R1=100
可以联合求出R1=20.2kΩ，Rf=2000kΩ。
经过调试后输出电压不够理想，为了使测得的增益符合要求，所以决定取
R1=19.86kΩ，Rf=2000kΩ
（2）输入信号：
根据要求输入信号幅值为5mv，频率为1kHZ的信号。
（3）电容参数的计算及选择：
根据公式C1=[（1～10）]/（2π
Ri）
可以选取C1=1uf
（4）调试后的输入级波形：
图1.4输入级波形
波形分析：
输入级输出电压波形和输入电压相位是相同的，且调试之后没有失真。
（5）第一级输出电压：
图1.5第一级输出电压
如图所示Vo1=Vi2=500.098mv
增益及电压比较：
根据增益Av1=100，可以算得理论的第一级输出电压值应该是
Vo1=100×5=500mv
和实测值一样。
2.输出级
图2输出级放大电路
（1）输出级电阻的计算及选择：
根据理论值取Vi2=Vo1=500mv
由于取的输出级参数的增益Av2=10
则有Av2=Rf2/R2=10
根据最大不失真电压5v，以及负载为Ro=20kΩ
则最大不失真电流为：
Imax=Uom/Ro=5/（20×103）=0.25mA
根据调试第一级输出电压Uo1=500.098mV,可以大致算得第二级的输入电阻
R2max=Uo1/Imax=2kΩ。
在这里取R2=Rp2=1kΩ。
根据第二级的增益
Av2=Rf2/R2=10
可以求得Rf2=10kΩ。
（2）第二级电容参数的选择及计算：
根据第一级的电容选择公式同样可以求出C2、C3的范围。
在这里取C2=C3=C1=1uf
（3）调试后输出级的波形：
图2.1输出级波形
波形分析：
可以看出由于是反相输入，因此输入和输出相位是相差180°的，且输
出波形没有失真，符合要求。
（4）输出级电压：
图2.4输出级电压
增益以及电压分析：
最大不是真输出为5v增益Av2=5/0.5=10
符合题目要求。
三、总体设计
总体电路设计如下：
图3两级交流放大原理图
总体调试：
根据前边两级电路接好的图进行调试，保持参数值不变，在输波形不失真的情况下，
记录电压数值，以及波形和幅频特性图。
图4两级交流放大电路测试图
（1）输出波形：
图4.1输出波形
波形分析：
没有出现失真，符合要求。
（2）输出电压及各级电压的比较：
图4.21输入电压图4.22第一级输出输电压图4.23输出电压
最大不失真输出电压Vo=5v
（3）信号放大分析：
三个电压分别如上，在输入为Vi=5mv的条件下，经过两级交流放大器在输出端得
到了要求的电压即：
Vo=5v
第一级增益Av1=500.098/5=100
第二级增益Av2=5/0.5=10
整个电路的增益Av=Av1×Av2=1000
（4）频率特性分析：
图4.41频率下限
图4.42频率上限
分析：
题目要求为通频带为20Hz-10KHz，总的来说测得的带宽基本是在这个范围之内的。
符合要求。
（5）输入电阻和输出电阻：
在前两级的设计中Ri=20kΩ
Ro=20kΩ
输入电阻和输出电阻也是满足要求的。
至此整个电路的设计以及测试完毕，符合要
求。
（6）两级交流放大电路元件清单：
表1：
元件
型号
数量
交流电压源
普通
1个
运算放大器
LM741
2个
电容C1.C2.C3
1uF
3个
R1
19.86KΩ
1个
Rp1
20KΩ
1个
Rf1
2MΩ
1个
R2
1KΩ
1个
Rp2
10KΩ
1个
Rf2
10KΩ
1个
R3
20KΩ
1个
表1元件清单
四、小结
1、在本次两级交流放大电路的设计中，充分的将本学期所学到的东西运用到实践中
来，在设计这个电路的过程中，我们组遇到了不少难题，很是纠结，但经过我们的
反复调试和原件的选择，最终我们还是成功完成了。
很好的锻炼了我们独立思考和
动手的能力。
2、进度还是有点慢，主要是缺乏对整个电路的整体把握，以至于很多东西一直是一
改再改，浪费了很多时间。
3、深刻体会到了团队合作的重要性，只有队员之间的相互配合和分工，才能使项目
快速的运转起来。
五·心得体会
通过这次实验学会了如何设计实验，加深了对两级交流放大电路的了解；这次实验也让我们充分体会了团队合作的作用和力量，使我们在以后的学习和生活更加的轻松和快乐。
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