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1、物理和电子工程学院高频电子线路课程设计报告书设计题目 :多级低频电压放大器专业:电子信息科学和技术班级: 10电科本 1 学生姓名 :赵亚华学号: 2010171131 指导教师 :刘清华2013 年 11 月 20 日物理和电子工程学院课程设计任务书专业： 电子信息科学和技术班级： 10 级电科本学生姓名赵亚华学号2010171131 课程名称高频电子线路设计题目低频电压放大器名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 10 页 - - - - - - - - -
2、设计目的、主要内容（参数、方法）及要求一、设计目的1. 综合运用相关课程所学到的理论知识去独立完成课程设计；2. 学会撰写课程设计的总结报告二、设计原理放大电路能够将一个微弱的交流小信号（叠加在直流工作点上），通过一个装置（核心为三极管、场效应管），得到一个波形相似（不失真），但幅值却大很多的交流大信号的输出。实际的放大电路通常是由信号源、晶体三极管构成的放大器及负载组成。三、所需元件电阻 100 千欧 2 个、 10 千欧 2 个、 6 千欧 2 个、 200 欧 1 个，电容 470 毫发 2 个、 24纳发 1 个、 4 微发 1 个、 1.2 纳发 1 个四、设计内容1. 利用 mul
3、tisim软件绘制低频电压放大电路仿真系统2. 用示波器观察输入输出波形，并截图工作量2 周时间，每天3 学时，共计42 学时进度安排第 1 天：第 2-3 天：主要参考资料1 模拟电子技术基础杨素行高等教育出版社2006 2 集成电路原理及使用谭博学苗汇静电子工业出版社2008 3 模拟电子技术基础第四版清华大学童诗白、华成英主编4 电子技术和仿真基于Multisim8 和 Pprotel2004清华大学出版社杨欣、 王玉凤、刘湘黔主编5 基于 Multisim 的电子电路计算机仿真设计和分析电子工业出版社黄智伟主编6 电子线路设计实验 测试清华科技大学出版社第二版谢自美主编指导教师签字教研
4、室主任签字摘要高频电子线路课程设计是从理论到实践的一个重要步骤，通过这个步骤使我们的动手能力有了质的提高，也使我们对电路设计理念的认识有了质的飞跃。本课程设计是对放大器对电压放大的基本使用，我们设计的二级低频阻容耦合放大器严格按照实验要求设计，能够充分满足的电压放大倍数、频带宽、输入输出电阻等实验要求的性能参数， 这次课程设计让我们了解了类似产品的内部原理结构。设计时我设计了二级三极管放大电路、可变放大倍数的二级运算放大器电路名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共
5、 10 页 - - - - - - - - - 等多种方案， 由于考虑到器材的限制， 我们最终采用了最为简洁的两级运算放大器电路，实现了用最少的元器件实现要求功能。关键词 ：低频；放大器；阻容耦合；目录1 设计原理及框图 . 11.1 设计原理 . 11.1.1 两级放大器 . 11.1.2 运算放大器 . 11.2 闭环负反馈 . 21.3 带通滤波器 . 22 设计要求及方案 . 32.1 设计要求 . 32.2 设计方案 . 33 放大倍数 . . 4 4 电路图 . . 4 5 仿真输入输出波形. 56 主要元器件参数 . 57 总结及体会 . 6 参考文献 . . 71 设计原理及框
6、图1.1 设计原理1.1.1 两级放大器为了尽可能保证不失真放大， 采用两级放大电路。 阻容耦合放大器是多级放大器中最常见的一种， 两级之间通过耦合电容及下级输入电阻连接，故称为阻容耦合，由于电容有隔直作用，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可以单独计算。每一级放大电路的电压放大倍数为输出电压Uo和输入电压 Ui之比，其中，第一级的输出电压Uo1即为第二级输入电压Uo2，所以两级放大电路的电压放大倍数为AV=VViO 2=VViO1*VVOO12=*1AVAV 2名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -
7、- - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 10 页 - - - - - - - - - 两级低频阻容耦合放大器参考方案方框图如图1 所示，它包括信号发生器、第一级、第二级、示波器。图1 二级低频阻容耦合放大器方框图1.1.2 运算放大器运算放大器是一种直流耦合，差模（差动模式）输入、通常为单端输出的高增益电压放大器，因为刚开始主要用于加法，乘法等运算电路中，因而得名。一个理想的运算放大器必须具备下列特性：无限大的输入阻抗、 等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。最基本的运算放大器如图 1-1。一个运算放大器模组一般包括：一个正输入
8、端(OP_P)、一个负输入端 (OP_N)和一 个 输 出 端(OP_O) 。图 1-1 基本运算放大器1.2 闭环负反馈将运算放大器的反向输入端和 输 出 端 连 接 起来，放大器电路就处在负反馈组态的状况，此第一级第二级信号发生器示波器图2-1 二级低频阻容耦合放大器方框图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 10 页 - - - - - - - - - 时通常可以将电路简单地称为闭环放大器。闭环放大器依据输入讯号进入放大器的端点，又可分为反相放大器和非反相
9、放大器两种。反相放大器如图1-3。图 1-3 反相闭环放大器非反相闭环放大器如图1-4。假设这个闭环放大器使用理想的运算放大器，则因为其开环增益为无限大，所以运算放大器的两输入端电压差几乎为零，其输出和输入电压的关系式如下：Vout = (R2 / R1) + 1) * Vin 1.3 带通滤波器带通滤波器的作用是允许某一段怕你带范围内的信号通过，而将次频带以外的信号阻断。 带通滤波器经常用于抗干扰设备中，以便接受某一视频带范围内的有效信号，而消除高频段和低频段的干扰和噪声。图 1-4 非反相闭环放大器名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - -
10、 - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 10 页 - - - - - - - - - 2 设计要求及方案2.1 设计要求已知条件：（1）电源电压 VCC=12V ；（2）负载电阻 RL=2K ；（3）输入信号为 Vi=4mv，f=1KHZ的正弦波电压，信号源内阻Rg很小可忽略；（4）晶体管用 3DG6 。技术指标：（1）放大器不失真输出电压VO 1000mv ，即放大器电压增益 AV 250；（2）f=300Hz80KHz ；（3）放大器工作点稳定。2.2 设计方案1 采用集成运放可以采用集成运放来搭建放大电路。该方案设计简单，集成度高、精确度高，在参数
11、上输入电阻很高，输出电阻低，采用集成运放放大小信号是很好的选择。2 采用三极管采用三极管的级联方式组成多级放大电路。三极管又可以分为三种放大电路：共射、共集和共基放大电路。三种方式有各自的特点。根据实验的要求，本设计最终采用了三极管设计的方案。电路由两级放大电路级联组成，第一级为分压偏置的共射级放大电路，第二级采用同样的放大电路通过电容耦合连接起来。3 原始方案图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 10 页 - - - - - - - - - 每一级放大电路的
12、电压放大倍数为输出电压和输入电压之比，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电压放大倍数为: Au=Uo1/Ui*Uo2/Ui2=Au1*Au2 3 放大倍数A 第一级的输出电压第一级电压幅值放大倍数为：Au1=266.795mV/4mV=66.7 B 第二级的输出电压第二级电压幅值放大倍数为：Au2=1.09v/266.795mV=4.09 所以放大电路的总体放大倍数为一级和二级放大倍数的乘积：Af= Au1* Au2 =273（大于 250，满足设计的要求）4 电路图及输出波形名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - -
13、 - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 10 页 - - - - - - - - - 5 仿真输入输出波形蓝色是输入，红色是输出。6 主要元器件参数表 1-1 主要参考元器件7 总结及体会：本 次 课程 设计 是迄今为止本人觉得意义最大也是收获最大的一次设计，身为电子信息科学和技术专业的学生，设计是将来我们必需的技能， 是生存立业的根本，而此次实习恰恰给我们提供了一个使用自己所学知识的平台， 使我们的书本知识不再只是局限于大脑而是用于实践。这 是 第一 次接 触这个软件，觉得这个软件真的很棒， 用起来超方便的， 这个仿真软件很形象的将我们所想的电路能够用
14、计算机运行出来，而且我们可以在上面很轻松的做出修改，在本设计过程中，名称参数个数电阻2001 电阻10k2 电阻10 0k2 电阻6k2 电阻2k1 电阻2601 电容470mF 2 电容24nF 1 电容4F1 电容1.2nF 1 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 10 页 - - - - - - - - - Multisim帮助我进行了直观的仿真以及快速的测量。对于检查那些需要进行反复设计的计算值来说， Multisim是一个极其宝贵的工具，而且它能够在
15、使用真正的元件进行电路原型设计之前给予我极大的信心。因为两级阻容耦合放大电路的电路图是固定的模式，所以我只需要设计元器件的参数，对着这个问题，刚开始我先大概的算出放大倍数大于250，然后根据输出和输入波形的比较以及幅频特性，慢慢的调节，是能够达到老师的设计要求。从理论设计到仿真软件的仿真，之后又经历了方案的确定， 以及不断地调试直至成功。这些过程都需要我们积极动手动脑，借鉴书本知识，联合自己的电路图予以分析。 本次课程设计可以说是对于以往所学的一次检测，过程不可谓不辛苦，收获不可谓不丰厚。本次课程设计， 最重要的环节还是设计，设计的成功是实验成功的基础。所以设计环节必需积极动脑，动手，查阅相关
16、资料，以求设计成功。前面的电路设计很令人头疼， 我的电路相对并不是很复杂， 仿真也相当的成功，但是从古至今就有一个不变的真理这之中的过程相当磨砺人的耐心。参 考 文 献1 模拟电子技术基础杨素行高等教育出版社2006 2 集成电路原理及使用谭博学苗汇静电子工业出版社2008 3 模拟电子技术基础第四版清华大学童诗白、华成英主编4 电子技术和仿真基于Multisim8 和 Pprotel2004清华大学出版社杨欣、王玉凤、刘湘黔主编5 基于 Multisim 的电子电路计算机仿真设计和分析电子工业出版社黄智伟主编6 电子线路设计实验 测试清华科技大学出版社第二版谢自美主编名师资料总结 - - -
17、精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 10 页 - - - - - - - - - 课程设计成绩评定表院系：物理和电子工程学院班级： 电科本 1 班姓名： 赵亚华学号： 2010171131 项目分值优秀(x90%) 良好(90%x80%) 中等(80%x70%) 及格(70%x60%) 不及格(x60%) 评分参考标准参考标准参考标准参考标准参考标准平时考核20 学习态度认真，科学作风严谨，严格保证设计时间并按任务书中规定的进度开展各项工作。学习态度比较认真，科学作风良好，能按期圆满
18、完成任务书规定的任务。学习态度尚好，遵守组织纪律，基本保证设计时间，按期完成各项工作。学习态度尚可，能遵守组织纪律，能按期完成任务。学习马虎，纪律涣散，工作作风不严谨 ,不能保证设计时间和进度。课程设计报告报告内容组织书写20 结构严谨，逻辑性强，层次清晰，语言准确， 文字流畅，完全符合规范化要求，书写工整或用计算机打印成文；图纸非常工整、清晰。结构合理，符合逻辑，文章层次分明，语言准确，文字流畅，符合规范化要求，书写工整或用计算机打印成文； 图纸工整、清晰。结构合理， 层次较为分明，文理通顺， 基本达到规范化要求， 书写比较工整； 图纸比较工整、清晰。结构基本合理，逻辑基本清楚，文字尚通顺，
19、勉强达到规范化要求；图纸比较工整。内容空泛，结构混乱，文字表达不清，错别字较多，达不到规范化要求；图纸不工整或不清晰。技术水平20 设计合理、理论分析和计算正确，文献查阅能力强、引用合理、调查调研非常合理、可信。设计合理、理论分析和计算正确，文献引用、调查调研比较合理、可信。设计合理， 理论分析和计算基本正确，主要文献引用、调查调研比较可信。设计基本合理，理论分析和计算无大错。设计不合理，理论分析和计算有原则错误，文献引用、调查调研有较大的问题。仿真 /制作40 实验数据准确，有很强的实际动手能力和计算机使用能力。实验数据比较准确，有较强的实际动手能力和计算机使用能力。实验数据比较准确， 有一定的实际动手能力。实验数据无大错。实验数据不可靠，实际动手能力差。指导教师签名指导教师评定成绩名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 10 页 - - - - - - - - -