rc低通电路和rc耦合单管共射放大电路课程设计

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1、1课程设计的目的与作用根据设计要求完成RC低通特性分析和RC耦合单管共射放大电路频率特性分析的设计,进一步加强对模拟电子技术的理解。了解比较器的工作原理，掌握外围电路设计与主要性能参数的测试方法。RC低通电路：所谓的RC低通电路，又叫低通滤波器，就是允许低频信号通过，而将高频信号衰减的电路。RC耦合单管共射放大电路：在集成放大电路屮，级与级之间基本上都采用耦合的方式。由于电路中不采用耦合电容，因此，直接耦合放大电路在低频段不会因电容上的压降增大而使电压放大倍数降低，同时，在低频段也不会产生附加的相位移。所以耦合放大电路能够放大缓慢变化和直流信号

2、。从频率响应看，直接耦合放大电路的主要特点是低频段的频率响应好，它的下限频率FL=O。在高频段，由于三级管级间电容的影响，耦合放大电路的高频电压放大倍数同样也要下降，同时产生0〜-90°之间滞后的附加相位移。2设计任务及所用multisim软件环境介绍2.1设计任务使学生初步了解和掌握RC低通电路特性分析和RC耦合单管共射放大电路频率特性分析的设计、调试过程，能进一步巩固课堂上学到的理论知识，Y解RC低通电路和RC耦合单管共射放大电路的工作原理2.2Multisim软件环境介绍Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows

3、为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。3电路模型的建立3.1RC低通电路XBP1是一个虚拟仪器波特图示仪，用来测量电路的幅频特性和相频特性，元器件各参数如图所示。XBP1图1RC低通电路仿真模型3.2RC耦合单管共射放大电路由multisim中构建RC耦合单管共射放大电路如图2所示XSC1图2RC耦合单管共射放大电路仿真模型XBP1是一个虚拟仪器波特图示仪，XSC1是一个虚拟仪器示波器，三极管的p=50,Rbbt=300H,Cb，c=4pF，fT

4、=150MHz’UBEQ=0.77,其他元器件参数如图所示。4理论分析及计算3.1RC低通电路IAJ=~r=1+%)2(P=—arctan(y-)对公式一两边取对数，可得201gMu

5、=-201gJl+(£)2所以当/《/h时，201g

6、/iu

7、OdB，即［AuI=1,(p«0当时，201g

8、4l^-201g^,

9、yiu

10、=-201gV2=-3dS,(P«-45°3.2RC耦合单管共射放大电路22222直流工作点分析ICQ«fiIBQ=50x0.02=1mA«IEQ(2)计算中频电压放大倍数,、26/51x26

11、'1326H«1.3W1rbe=rbbr+rb，e=300+1326=162611«1.6/c£lRi=IIrbe-rbe=1.6/cIl2x10Rr=RIIR=-__—=1.67/dlLcL2+10lEn1^"2f=26=38-5mSAusm=dm^L=1.61.32+1.61.6x38.3x1.67«-23.2(3)计算下限频率2nx(2+1.6)x103x0.1xIO—6=442Hz(4)计算上限频率=41pFgm38.5x10-32nfT=2ttx150xIO6C’=Cb，e+(1+gmRrL)Cb^c=[41+(1+38.5x1.67

12、)x4]=302pFR's=Rs

13、

14、RbRs=2fcfi,rz1.3x(0.3+2),R'=H[rbbt+(/?sII/?,)]=、(03+=0.83/cIl则11fH==2/rx830X302X10—12=0.63勵(5)计算同频带BW=fH=0.63MHz(6)波特参数201g

15、Ausm=(201g23.2)rfS=27.3dBfL=442Hz=0.442/cHzfH=0.63MHz=630kHz5仿真结果分析3.1RC低通电路由multisim波特图示仪仿真结果如下:图4RC低通电路幅频特性曲线图5RC低通电路相频特性曲线仿真后，分别测

16、得电路的幅频特性和和频特性，如图3和图4所示。由图3可见，RC低通电路的屮频对数增益201gIAu丨=OdB,即丨Au丨=1。将波特图示仪的游标移动到-3dB处,可知上限频率/h162//Z，对应到图4的相频特性上,该频率处的相位移（P«45.5°。结论：KC低通电路的波特阁的分析方法具有普遍意义，在实际巾，对于其他含有一个时间常数的低通电路，只需根据电路参数计算出屮频时的电压放大倍数以及上限频率即可简单方便地画出其折线化的对数幅频特性和相频特性。3.2RC耦合单管共射放大电路在仿真电路中接入两个虚拟数字万用表，都设罝为交流电压档，分别得Us=

17、9.998mVUo=227.264mV,用虚拟波特阁示仪显示幅频和相频特性曲线，虚拟示波器显示输出与输入波形。，万用表-XMM1■遷命万用表-XMM2