单级阻容耦合晶体管放大器设计文档格式.docx

1、可确定相应 的由、由、Re；由 Av=-B/r beXR rbe=300+26B /I c% rJrc/Rl,可求得 R。2、Ri和Ro测试电路Ri测量：如图1-1所示，输入Ui为1000Hz, 6mV改变R使U2=U1/2,则ri=RRo测量：如图1-2所示，输入Ui为1000Hz, 6mV K断开，测量Uo； K闭合, 调节 R使 Uc/=1/2Uo, ro=Ro3、实验器件和仪器提示设计仪器：智能电工实验台，示波器 1台，晶体管毫伏表，万用表1块，低频信号发生器，实验面包板或万能板，智能电工实验台。设计器件：三极管为8050, r/bb=300, hfe=200;电容0.1uF2个，2u

2、F1个;电位器1个；电阻4个。参考书：彭介华电子技术课程设计指导高教出版社；谢自美电子线路设计实验测试华中科技大学出版社 胡宴如模拟电子技术基础高等教育出版社陆秀令模拟电子技术。四、设计报告要求1、列出设计步骤，画出电路，标出元件数值；2、比较实测指标和设计要求指标；3、列出测试数据表格；4、分析静态工作点对放大器性能的影响。五、设计思考与总结1、总结放大器的设计方法和运用到的主要知识点；2、总结放大器主要参数的测试方法；3、分析信号源内阻对输出波形失真的影响；4、对测试数据进行误差分析。第1章绪论 7第2章设计思路及原理图 82.1811工作原理 2.2元件参数计算 8第3章EWB仿真波形图

3、 3.1EWB仿真软件简介 113.2仿真电路设计 11第4章 技术指标及误差分析 144.1 静态工作点的测量 144.2性能指标的测试 4.3误差分析 1416第5章PCB制作 185.1电路的绘制 185.2安装工艺 195.3焊接工艺 20附录A 21附录B 22附录C 23附录d 24心得体会 25参考文献 26由于物理学的重大突破，电子技术在20世纪取得了惊人进步。随着21世纪 的到来电子信息技术的发展关于单级阻容耦合晶体管放大器在电子技术基础中 所出的位置越来越来重要，它不仅是电子信息类专业的一个重要部分， 而且在其 它类专业工程中也是不可缺少的。通过对模拟电子技术的学习，使我对

4、这门课程有了一定的了解，学到一些知 识，如二极管，三极管的应用，放大电路的分析方法和应用，负反馈放大电路与 基本运算电路性能与作用，信号产生电路等。科技的迅速发展，对电子技术的要 求越来越高，所以要求从事电子技术的人员必须具备很强的动手能力。当今世界集成电路产品日益更新，层出不穷。读者在掌握基本电子电路的工 作原理、主要特性等基本知识之后，就可能及最少的集成元器件设计出满足技术 要求、性能可靠、成本低廉的电子电路。在实际工作中，电子技术人员需要分析器件、电路的工作原理；验证器件、 电路的功能；对电路进行调试、分析，排除电路故障；测试器件、电路的性能指 标；设计、制作各种实用电路的样机。所有这些

5、都离不开实验。止匕外，实验还有 一个重要任务，是要培养正确处理数据，分析和综合实验结果、检查和排除故障 的能力。同时养成我们勤奋、进取、严肃认真、理论联系实际的作风和为科学事 业奋斗到底的精神。直流稳压电源具有体积小、重量轻、效率高、对电网电压及 频率的变化适应性强、输出电压保持时间长、有利于计算机信息保护等优点，广 泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备，是当今电子信息产业 飞速发展不可缺少的一种电源，所以我们选题直流稳压电源目的， 一方面加深对 直流稳压电源了解；另一方面巩固所学的知识，提高自己的动手制作能力和设计 能力。同时为我们以后学习有关专业知识打下基础和积累经验。 并且

6、对我们以后的工作也有所帮助。第2章设计原理及原理图2.1工作原理晶体管放大器中广泛应用如图2-1所示的电路，称之为阻容耦合共射极放大 器。它采用的 是分压式电流负反馈偏置电路。放大器的静态工作点Q主要由RB1、 RB2、Re、Rc及电源电压+VCC所决定。该电路利用电阻Rbi、RB2的分压固定 基极电位VBQ。如果满足条件I1IBQ,当温度升高时，ICQ T VEQ T VBE J BQ J CQ 结果抑制了 ICQ的变化，从而获得稳 定的静态工作点。 1图2-1阻容耦合共射极放大器2.2元件参数计算（1）共发射极放大器的直流参数共发射极放大器的直流参数主要有 Ibq、Icq及Uceq、Ube

7、q。如图2-1电路所示，这些直流参数的关系式如下：UeQ = UbQ -UbEQ 定 UbQ = VccRb2 / （ Rb1 + Rb2 ）、Icq = Pibq = Ueq / Re 屏 （2.1）Uceq = Vcc -IcqRc - Ueq : Vcc - IcqRc - Ubq 将已知的Vcc、Rb1、Rb2、Rc、Re及B值代入（1）,即可算出Ibq、Icq及UCEQ三个直流参数。（2）共发射极放大器的交流参数共发射极放大器的交流参数主要有电压放大倍数 Auo、输入电阻Ri与输出电阻Ro、最大输出电压幅度 Uom等:电压放大倍数Auo：Auouo _ RLUi be（2.2）式中负

8、号表示输出电压与输入电压的相位是相反的。 其中RL = RC RL ， be称为三极管的动态输入电阻：（2.3）（3）元件的数值计算有以知得：rbb=300, =200a求 Re Re -Ubq _Ube ,取 icQ=i.5mA, u bq =3V, Ube =0.7V1 CQ代入公式得 re=1.53KQ 取标称值为1.5KQ,、 U BQ U BQ U BQ -b.求 RB2 Rb2 = 一 = ，其中- 二200，取 I 尸8I BQIl 8Ibq 8Ieq计算得Rb2=50K Q取标称值为51KQC.求 RbiVcc - VbqRB1 = QRB2=150 KQVbq实际上用一个80

9、 KQ的电阻与一个100 KQ的电位器串联构成d.求be be ： 300（C） 1 26（mV）1 Ic（mA）计算得be =3.7 KQ e（e求 RC 因为 Auo= = -P 瓜，取 Auo =50ui beRcR, 一得 R1=900Q 因为 rl=一C取 Rl=3 KQRl Rc RL得Rc=1.26 KQ 取标称值为1.2KQd.求 R = RbiI Rb21rbe=3.28 KQ1KQ e求 Ro,Ro=Rc=1.2 KQ由于Rs Rc Rl,1 _则CB ,（3 -10） =0.luF2 二fL（Rs 公）取 CC =CB =0.1uFCE _（1 -3）12%（re RSr

10、be）= 2uF（4）理论值计算根据以下公式 UeQ= UbQ -UbEQ UbQ = VccRb2 / （ Rb1 + Rb2 ）Icq = ： Ibq = Ueq -U bEQ / Re Vcc - IcqRc - Ubq得：UbQ = 3.048VI cq =1.47mVU ceq =7.74Ubeq =0.7V第3章EWB仿真波形图3.1EWBB真软件简介EW曝一种电子电路计算机仿真软件, 它被称为电子设计工作平台或虚拟电子实验室，英文全称为 Electronics Workbench! EWB!加拿大 Interactive Image Technologies公司于1988年开发的

11、，自发布以来，已经有 35个国家、10种语 言的人在使用。EW眼SPICE3F5为软件核心，增强了其在数字及模拟混合信号 方面的仿真功能。SPICE3F51 SPICE的最新版本，SPICE自1972年使用以来， 已经成为模拟集成电路设计的标准软件。 EWBS立在SPICE基础上，它具有以下突出的特点：1.采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台， 绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取；2.软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。3.EWEa件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法。4.作为设计工具，它可以同

12、其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据。5.EWB5是一个优秀的电子技术训练工具， 利用它提供的虚拟仪器可以用比实验 室中更灵活的方式进行电路实验， 仿真电路的实际运行情况，熟悉常用电子仪器 测量方法。3.2仿真电路设计EWB仿真图：图（3.1.1）为接线图日日560 Ohm0.1 uF2791 V图3.11 414mA?80 k Ohmu/l uF659.0m VZ2N2222A8.171 VkOn5sE I一 _ 2 uF Rs （信号源内阻），放大器从信号源获取较大电压；若 Ri Rs,放大器从信号源吸取 较大电流；若Ri = Rs,放大器从信号源获取最大功率。Ri = rbe /

13、Rbi / Rb2 : rbe用串联电阻法”测量放大器的输入电阻Ri ,在信号源的输出端与放大器的 输入端之间，串联一个已知电阻R （R值的数量级应接近于Ri的值），如图3.1.3 所示。在输出波形不失真的情况下，用晶体管毫伏表或示波器分别测量出 Us与U的值，则Ri =Us-Ui（4.1）式中，Us一一 信号源的输出电压UsRi=UiR/（Us-Ui）6mV3mV3.12 KQ表4.2.2 Ri的测量2）测量输出电阻Ro放大器输出电阻的大小反映了它带负载的能力， Ro愈小，带负载能力愈强。当Ro Rl时，放大器可等效成一个恒压源。放大器输出电阻的测量方法如图5.1.4所示，电阻Rl的值应接近

14、于Ro。在输 出波形不失真的情况下，首先测量未接入 Rl之前（即放大器负载开路时）的输 出电压Uo值；然后接入Rl再测量放大器负载上的电压 Uol值，则R - Uo（4.2）Ro 1 RlUoLUolRo20 mV 14.3mV 1.21KQ表4.2.3 R0的测量（3 ）观察由于静态工作点选择不合理而引起的输出波形失真。将频率f = 1000Hz, Ui =10mV的信号接入放大器后：1）将Rw的阻值调到最大，观察输出波形是否失真（若失真不明显，可增大 Ui）,描下失真波形和测量此时的静态工作点电流 Icq。并说明该波形属于什么失真波形？2）将Rw的阻值调到最小，观察输出波形是否失真（若波形

15、为一直线， 可增大Rw）,描下失真波形和测量此时静态工作点电流 Icq。并说明该波形属 于什么失真波形？将所观察到的波形与Icq的测量值记入表6.2.4中。表4.2.4失真波形与ICQ4.3.误差分析1 . BJT参数Icbo,Vceo,随温度变化对Q点的影响，都表现在使 Q点电流Ic增 加，可在两方面使Ic维持稳定：（1）针对Icbo的影响，可设法使基极电流Ib随 温度的升高而自动减小。（2）针对Vbe的影响，可设法使发射结的外加电压随着温度的增加而自动减小。2 .电阻大小在实际购买的时候与计算值稍有偏差，可通过串联与并联的方式减 少误差。静态工 作点UbqUe qUceqIcq3.048V

16、0.70 V7.74 V1.47mA电压放大倍数ViV0, uo R RlAuo =，= PL= 48.6 Ui be10mV51.4mV输入电 阻Vs计算值为3.28 KQRi =iR =3.12 KQUs -Ui输出电 阻VoVol计算值为1.2U Uo ）Ro = I- -1 Rl=1.21 KQIUol L20mV14.3mV表4.2.5电路数据误差分析所以误差为：T Av=（51.4-48.6）/51.4 =5.4%T Ri=（3.28-3.12）/3.28 =4.8%T Ro=（1.2-1.21）/1.2 =-0.8%测试结果基本符合设计要求第五章PCB板制作5.1电路的绘制随着社

17、会的不断进步，电子产品在现实生活中的应用越来越广泛， 制作电子 产品我们必须要经过严谨的分析， 画出实现功能的电路原理图。而PCBfe路板是 电子电路的载体，任何的电路设计都需要被安装在一块电路板上， 才可以实现其 功能，然而印刷电路板，随着计算机技术的发展，计算机软件在电路设计中的应 用越来越广泛，而protel是我们比较熟悉的常用的EDAa件，我们我就是通过 学习protel 99 se 来掌握PCBfe制作作。一.电路的绘制用Protel99 Se画好设计原理图，再用 Protel99 Se进行如下操作：元件封装 -生成网络表-建立PCBKf装入网络表-生成-布线。生成 PCB图如图4-

18、3图4-3 PCB图二.电路板的印刷1.硬件：（1）一台用于产生高精度塑料碳粉阻焊层的打印输出设备， 比如一台激光打 印机或者一台复印机（复印机的话需要有复印原稿，原稿可以用喷墨打印机打印 出来）。（2）一个能用的电熨斗。（3）一张不干胶贴纸的光滑底衬纸。（4）一定量的三氯化铁腐蚀液，根据板的大小而定。2.软件：PROTEL99SE第一步：利用一个能生成图像的软件生成一些图像文件，比如用低版本 PROTE祖织SCH再利用网络表生成相应 PCB图，或用PowerPCEfi接画PCBS （不 会PROTELPowerPCB勺话，甚至是WINDOWS画笔程序也行），以备打印。第二步：将PCBH打印到

19、热车$印纸上（JS所说的热转印纸就是不干胶纸的黄色底衬！）。第三步：将打印好PCB的转印纸平铺在覆铜板上，准备转印。第四步：用电熨斗加温（要很热）将转印纸上黑色塑料粉压在覆铜板上形成 高精度的抗腐层。第五步：准备好三氯化铁溶液进行腐蚀。第六步：注意不要腐蚀过度，腐蚀结束，准备焊接。第七步：清理出焊盘部分，剩下的部分用于阻焊。第八步：安装所需预定原件并焊接好。3.2安装工艺1插装元件的引线成型要求要将插装元件安装到电路板上，具引线有时需要成型，成型的目的是为了满 足安装尺寸与印制板的配合要求。 手工插装时需要注意的是：（1）引线不应该在 根部弯曲，至少要在根部1.5mm以上；（2）弯曲处的圆角半

20、径R要大于两倍的引 线直径；（3）弯曲后的两跟引线要与元件本体垂直， 且与元件中心位于同一平面 内；（4）元件的标志符号应方向一致，以便于观察。2电子元件引线成型的方法一般元件的引线成型多采用模具手工成型。模具的垂直方向开有供插入元件 引线的长条形孔，将元件的引线从上方插入长条形孔后，再插入插杆引线即成型。 这样加工的引线具有较好的一致性，安装在电路板上比较美观。4.3焊接工艺电子产品的焊接是利用烙铁加热被焊金属件和锡铅焊料，熔融的焊料润湿已 加热的金属表面使其形成合金，焊料凝固后把被焊金属件连接起来的一种焊接工 艺，通常称做锡焊。锡焊焊点的基本要求：（1）焊点应接触良好，保证被焊件间能稳定可

21、靠地通过一定的电流。（2）应避免虚焊的发生。虚焊是未形成合金的焊料堆附的锡焊。虚焊的焊 点在短期内可能会稳定可靠地通过额定电流， 应仪器测量也不一定会发现，但时 问一长，未形成合金的表面经过氧化就会出现电流变小或时断时续地通过电流的 现象，也可能造成断路。这时，焊点的表面未发生变化，用眼睛不易发现。虚焊 的原因有：被焊件表面不清洁；焊接时夹持工具晃动；烙铁头温度过高或过低； 焊剂不符合要求；焊点的焊料太少或太多等。（3）焊点要有足够的机械强度。为了使被焊件不致脱落，焊点的焊料要适 当，如果太少，强度不够，太多不能增加焊点的强度，反而会增加焊料的消耗， 易造成短路或虚焊等其他问题。（4）焊点表面

22、要美观，焊点表面应呈现光滑状态，不应出现棱角或拉尖现 象。产生拉尖的原因与焊接温度，烙铁撤去的方向，速度及焊料等因素有关。 锡焊的条件：（1）被焊件必须具备可焊性；（2）被焊件表面应保持清洁；（3）使用合适的焊剂；（4）适当的焊接温度；（5）在焊接温度确定后，应根据润湿状态来决定焊接时间的长短。单级阻容耦合晶体管放大器原理图元件清单表F1元件清单元器件单位数量元件规格、型号电位器个1 个 100K Q三极管8050一个 B值定为200电阻1 个 1.2 k Q 3. k Q 1.5kQ、51 kQ、80 kQ电容32 个 0.1 pF; 1 个 2pF万能板块其它导线若干，焊锡丝若干，松香调试设备:表F2调试设备名 称数 量示波器直流稳压电源函数信号发生器交流量伏表2万用表元件、面包板附录CPCB原理图实物图附录D心得体会在此次课程设计之前，课程设计在我的脑海中只是一个陌生的名词。 通过这 次的课程设计我掌握了很多新的知识。由于对实物了解较少，没有实际操作经验，开始设计电子电路还是存在着一 定的困难。设计过程中我们翻阅了很多资料，做好了充分的准备才开始动手制作 的。在组装与调试过程中，不可避免的遇到了一些问题。在调试的过程中，产生 故障的原因很多，情况也很复杂，有的