《计算机分压式偏置放大电路课程设计报告书基本放大电路计算机辅助设计与仿真.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机分压式偏置放大电路课程设计报告书基本放大电路计算机辅助设计与仿真.docx（16页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、计算机电路与电子技术基础课程设计（1）实验报告书实验题目：基本放大电路计算机辅助设计与仿真专业班级：学号：姓名：指导老师：时间日期：1目录1. 摘要 32. 设计课题 33. 设计目的与任34. 设计方案与要35. 方案选择 46. 元件选择及元件清单107. 总体功能说明 108. 各单元电路图及功能说明119. 参数选择 1210. 设计电路图及仿真波形1311. 调试报告 1612. 设计总结 162摘要该实验报告书是对放大电路基础学习的应用，放大电路的组成及工作原理的比较，报告以分压式偏置电路为重点分析，全面解析放大电路的工作原理、电路设计、元件参数、调试变化以及设计总结等。一、设计课
2、题：基本 放大电路计算机辅助设计与仿真二、设计方案及要求1.设计目的（1）、用晶体管、电阻、电容等元件设计一个基本放大 电路。（2）、学习使用 Multisim11 软件并对 所设计的电路 进行仿真验证。2.设计技术指标与要求（1）、基本要求A、电路能输出 稳定的放大电压波形 ；B、拟定测试方案和设计步骤；C、根据性能指标，计算元件参数，选好元件，并画出电路图 ,作出元件列表清单D、通过 Multisim11 仿真软件，观察电路不同部位的输入、输出电压波形 , 仿真验证输入、输出电压和电流值输出信号；E、写出设计报告 ,（2）、技术指标：3A、电压放大倍数为 75；B、基本放大 电路的通频带范
3、围 ；三、方案选择通过对以下资料的参考，制定放大电路的方案选择：一、共发射极放大电路C、电路输入电阻小于 60 千欧。（一）电路的组成直流电源 VCC 通过 RB1 、RB2 、RC、RE 使三极管获得合适的偏置， 为三极管的放大作用提供必要的条件RB1 、RB2 称为基极偏置电阻， RE 称为发射极电阻， RC 称为集电极负载电阻，利用 RC的降压作用，将三极管集电极电流的变化转换成集电极电压的变化，从而实现信号的电压放大。与RE 并联的电容 CE，称为发射极旁路电容，用以短路交流，使 RE 对放大电路的电压放大倍数不产生影响，故要求它对信号频率的容抗越小越好，因此，在低频放大电路中通常也采
4、用电解电容器。4VCC (直流电源 )C1、C2(耦合电容 )使发射结正偏，集电结反偏；向负载和各元件提供功率隔直流、通交流；RB1、RB2 (基极偏置提供合适的基极电流电阻)：RC(集电极负载电阻 )： 将 DIC DUC ，使电流放大 电压放大RE(发射极电阻 )：稳定静态工作点“ Q ”CE(发射极旁路电容)：短路交流，消除 RE 对电压放大倍数的影响（二）直流分析断开放大电路中的所有电容，即得到直流通路，如下图所示，此电路又称为分压偏置式工作点稳定电流通路。电路工作要求： I1 (5 10) IBQ ，UBQ (5 10) UBEQ求静态工作点 Q：方法 1.估算5工作点 Q 不稳定的
5、主要原因： Vcc 波动，管子老化，温度变化稳定 Q 点的原理：方法 2.利用戴维宁定理求 IBQ（三）性能指标分析将放大电路中的 C1、C2、CE 短路，电源 VCC 短路，得到交流通路，然后将三极管用H 参数小信号 电模型代入，便得到放大电路小信号电路模型如下图所示。61.电压放大倍数2.输入电阻3.输出电阻Ro = R C没有旁路电容 CE时：71.电压放大倍数源电压放大倍数2.输入电阻3.输出电阻Ro = R C二、共集电极放大电路 (射极输出器、射极跟随器 )（一）电路组成与静态工作点共集电极放大电路如下图 (a)所示，图 (b)、(c)分别是它的直流通路和交流通路。由交流通路看，三
6、极管的集电极是交流地电位，输入信号 ui 和输出信号 uo 以它为公共端，故称它为共集电极放大电路，同时由于输信号 uo 取自发射极，又叫做射极输出器。 IBQ = ( VCC UBEQ ) / RB +(1+ b ) REICQ = b I BQ ，UCEQ= VCC ICQRE8R L = RE / R（二）性能指标分析1.电压放大倍数2.输入电阻L3.输出电阻共集电极电路特点共集电极电路用途1. Uo 与 Ui 同相，具有电压跟随作用1.高阻抗输入级2. 无电压放大作用Au12. 低阻抗输出级3. 输入电阻高；输出电阻低3.中间隔离级9三、共基极放大电路共基极放大电路如下图所示。由图可见
7、，交流信号通过晶体三极管基极旁路电容C2 接地，因此输入信号 ui 由发射极引入、输出信号 uo 由集电极引出，它们都以基极为公共端，故称共基极放大电路。从直流通路看，也构成分压式电流负反馈偏置。（一）性能指标分析RO=RC（二）特点共基极放大电路具有输出电压与输入电压同相，电压放大倍数高、输入电阻小、输出电阻大等特点。由于共基极电路有较好的高频特性，故广泛用于高频或宽带放大电路中。结合以上资料 和在以前的知识学习中，我们了解到，为了使三极管尽量不失真地放大信号，必须给出合适的静态工作点，而静态工作点的设置由偏置电路来完成，但由于设置了静态工作点后还受到环境的温度的影响，通过温度对放大电路静态
8、工作点的影响特性曲线可以得出：要保证放大电路静态工作点稳定，就必须有效的抑制集电极静态电流Icq 的变化，故单管放大电路采用 分压式偏置电路。四、元件选择及参数电压源： 10mv/1000hz10电容： 1 个 1uf，2 个 47uf,1 个 NPN 型三极管（ 2N2712, =200）,四个电压表，一个电流表，一个电阻 68 千欧，一个电阻 5.1 千欧，一个电阻 10 千欧，两个电阻 1 千欧，一个电阻 4.7 千欧，一个滑动变阻器 40 千欧，一个示波器。五、总体功能说明（1）、放大电路实际上是能量转换器，在输入信号的控制下，将电源提供功率的一部分转换为交流功率输出，使负载获得的随信
9、号而变化的能量比信号源提供给的能量大得多。（2）、共射极放大电路不仅能够放大电压，而且能放大电流。但一般作电压放大级。六、各单位电路图及功能说明11三极管为核心元件，其构成原则是：（1） 三极管应工作在放大区，即发射结正偏，集电结反偏。（2） 信号电路设计合理， 能将输入信号有效地传送至放大电路的输入端，并经放大后从输出端输出。（3） 放大电路工作稳定，失真不超过允许范围。各元器件的作用：晶体管 T：它是放大电路的核心元件，也是控制元件，利用基极电流对集电极电流的控制作用来实现输入信号的放大。VCC :为三极管集电结提供反向偏置，同时也为整个放大电路提供能量。RC: 将集电极电流的变化，转换成
10、集射之间的电压变化，这一变化的电压就是放大器的输出信号电压，从而实现电压放大功能。Rb1，Rb2：上偏置电阻和下偏置电阻。为三极管提供合适的偏置电流，使三极管处于放大状态。Re：发射极电阻。稳定静态工作点Ce：发射极旁路电容，短路 Re 上的交流分压减少输出信号在 Re 上分压使放大器既有一定的工作点稳定能力，又能获得较大的电压放大倍数。C1，C2：使交流信号顺利通过，同时隔断信号源与放大器之间，放大器与负载之间的直流通路。为了起到良好的隔直通交作用， C1，C2常选用容量较大的电解电容。七、参数选择分压式偏置电路 -电路特点分压是偏置电路采用基极电阻Rb1 和 Rb2 分压来固定基极电位，设
11、流过电阻Rb1 和 Rb2 的12电流分别为 I1 和 I2 切 I1=I2+Ibq 。由于电路设计使 IBQ 很小，可以忽略，所以 I1I2，Rb1 ，Rb2 近似串联，根据串联分压公式，可得 Ubq Rb2*Vcc/ （Rb1+Rb2 ）可见，基极电位 UBQ 仅由电源电压 Vcc 和分压电阻 RB1 ，RB2 决定，不受温度影响。Ieq= （Ubq-Ubeq ）/Re由于 Ubq 固定，所以 Ieq 也基本固定，与管子的参数无关，不随温度而改变。稳定工作点的过程当温度升高时，晶体管参数发生变化，使集电极电流 Icq 增大，Ie 也增大，则 Re 上的电压增大，Ueq 电位升高。由于 Ub
12、q 基本不变，所以 Ubeq = Ubq-Ueq 减小，基极电流 Ibq 减小，于是 Icq 减小。通过上述过程， Icq 随温度升高而增大的部分被抵消，从而达到稳定静态工作点的目的。这一稳定过程的实现是在满足 I1Ibq 和 Ubq Ubeq 两个条件下获得的。 I1 和 Ubq 大的越多，工作点稳定性越好。但是 I1 也不能太大，因为 I1 太大，会使电阻 Rb1 和 Rb2 上的能量消耗增大，对信号源的分流作用增大，从而降低放大电路对信号的放大能力。同样Ubq 也不能取得太大。静态工作点的估算因为偏置电路的作用，稳定了 Icq ，因此，习惯上先计算 Icq ，再在此基础上依次求解 Ibq
13、 和Uceq 。Icq Ieq= （Ub-Ube ）/Re Ibq=Icq/ Uceq=Vcc-Rc*Icq-Re*Ieq Vcc-Icq* （Rc+Re)交流动态参数的估算(1) 电压放大倍数Ui=rbe*Ib Uo=-Rl *IbRl=Rl/Rc 称为总负载电阻或等效负载电阻。Au=Uo/Ui=- Rl/rbe输入电阻rbe 300+ （1+）26（mV）/Ieq （mA)ri=Ui/Ii=Rb1/Rb2/rbe rbe由于 rbe 的阻值一般为几百至上千欧，相对于 Rb1 和 Rb2 来说小许多，所以 rirbe 较小。（3）输出电阻由于恒流源的等效内阻为无穷大， roRc由于 Rc 一般在几千欧以上，因此输出电阻比较大。共发射极放大电路对电压，电流和功率都有放大作用，它的缺点是输入电阻较小，输出电阻较大。13原理图如下：根据原理图及实验要求对各个元件的参数进行设定完成计划书的目的八、设计电路图及仿真波形设计电路图：仿真电路图：1415九、调试报告Rb1 ：Rb1 Ubq Ieq rbe Au Rb2 ：Rb2 Ubq Ieq rbe Au Rc :Rc AuRe: Re Ieq rbe Au Rb1 电阻于放大倍数成线型相关；Rb2 电阻增大放大倍数变小，且 Rb2 于截止失真有关；Rc 在一定范围内增大时，放大倍数现增大后减小；Re 于放大倍数的关系于 Rc 相似；16