多级1.9低频小信号放大电路设计

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1、模拟电路实验低频模拟电路实验第1章低频小信号放大电路实验第2章反馈电路实验第3章集成运放及信号处理电路实验第4章可编程模拟电路实验第5章低频功率放大器实验第6章电源电路实验第7章低频模拟电路综合应用高频模拟电路实验第8章高频谐振放大与振荡电路第9章信号频谱变换第10章高频电路综合应用欢迎学习主编：沈小丰、余琼蓉课件：沈钰、柯艳林第1章低频小信号放大电路实验1.1基础知识1.2晶体三极管共射放大器实验1.3晶体管共射放大电路设计1.4场效应管共源极放大器实验1.5射极跟随器实验1.6差动放大器实验1.7典型差动放大器电路设计1.8

2、晶体管阻容耦合两级放大器实验1.9多级低频小信号放大电路设计1.9多级低频小信号放大电路设计1.9.1实验设计目的1.理解多级放大器的几种耦合方式。2.熟悉多级放大器的电压放大倍数计算以及输入电阻、输出电阻计算方法。3.明确多级放大器的设计方法。4.理解多级放大电路通频带的估算方法。1.9.2预习要求1.熟悉低频小信号放大电路各种组态的工作原理。熟悉模拟电子电路设计的基本方法和电子测量仪器的使用方法。2.学习并理解本节设计示例的内容，说明设计示例中每一步设计所依据的原理和公式。3.根据设计任务，对总体设计作出思考1.9.3设计原

3、理多级放大电路由多个单级放大电路组成，其中三级放大电路的示意图见图1.9.1。图1.9.1多级放大电路示意框图1.耦合方式各级放大器之间的连接称为耦合，多级放大电路的耦合方式有阻容耦合、直接耦合和变压器耦合三种。阻容耦合的各级静态工作点互相独立，调试方便，但电容器的容抗与频率成反比，因此对低频信号的衰减较大；直接耦合电路的低频特性好，但各级静态工作点互相影响，不易调试，同时存在多级之间的零点漂移问题；变压器耦合的各级静态工作点独立，还可实现阻抗变换，效率高，但低频变压器体积大，不易集成，并且频带较窄。2.电压放大倍数和增益根据电

4、压放大倍数的定义，我们知道多级放大电路的总电压放大倍数是各级电压放大倍数的乘积，例如图1.9.1中的三级电路的总电压放大倍数

5、AU

6、=

7、AU1

8、×

9、AU2

10、×

11、AU3

12、如果每级电压放大倍数的值都是80，则三级电路的总电压放大倍数等于80×80×80=512000。相乘的数字不易计算，而且容易出错，人们一般就用电压增益G来表示。定义以分贝(dB)为单位的电压增益G=20×lg

13、AU

14、，则每级电路的电压增益为G1=G2=G3=20×lg80=20×(1+lg8)=38.06dB转为对数后乘法变成加法，三级总电压增益G=G1+G2+G

15、3=114.18dB验算：总电压放大倍数

16、AU

17、=10（114.18/20）=105.71=100.71×105=5.12×105在利用以上公式计算放大倍数时，必须注意各级间的相互影响，各级的放大倍数会因为前后级的影响而改变，要把后级的输入电阻作为本级的负载电阻，或把前级的输出电阻视作本级信号源的内阻。3.相位关系多级放大器的输出波形相对于输入波形的相位移动等于各级放大器的相位移动之和。4.输入电阻多级放大电路的输入电阻一般来说就是输入级电路的输入电阻。5.输出电阻多级放大电路的输出电阻一般来说就是输出级电路的输出电阻。6.通频

18、带关系多级放大电路的通频带要比各级放大电路的通频带都窄。其上限截止频率降低：而其下限截止频率升高：1.9.4一般设计步骤设计多级放大电路可以分以下三步骤进行：1.首先要根据设计任务进行总体设计设计任务一般会给出放大倍数，输入输出阻抗，通频带等要求。根据任务要求，总体设计要完成以下设计工作(1)多级放大电路由几级放大电路组成。(2)各级放大电路采用什么器件，用何种组态。(3)对各级放大电路的指标要求是什么？(4)各级放大电路之间如何耦合?这四个问题是互相关联的，总体设计是设计多级放大电路的关键。2.各级单元电路设计在总体设计任务完

19、成后可以进行各级单元电路的设计。单元电路设计包括具体电路的选取，元器件参数的设计。这一步的设计十分具体，本书表1.1.1和表1.1.2给出了小信号低频放大器的一些基本电路，可供设计时参考，在前面第1.3和1.7节也已做过这方面的单元电路设计。3.仿真设计的正确与否除了用实际电路检验外，比较快捷的方法是进行电路仿真。通过计算机仿真可以得到电路的各种结果和参数，根据仿真结果我们可以对设计方案进行修改，排除设计中的基本错误。1.9.5设计示例为使读者能更好地掌握多级放大器的设计，下面举例说明。1.任务设计一个低频小信号放大电路(频率特

20、性暂不要求)。电压增益：G≥50dB负载电阻：3.3kΩ输入正弦信号电压：Ui=5mV（有效值）输出电阻：Ro≤200Ω2.总体设计从电压增益的要求来看，一级三极管共射极放大电路的电压增益一般在20dB～40dB之间，电压放大倍数为10倍～100倍左右，放大倍数