实验六：两级放大电路的设计

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1、模拟电路单元及系统实验华南理工大学吕念玲主编甘伟明刘凤军参编及课件制作机械工业出版社出版实验目的掌握多级放大电路的工程设计方法、组装调试技术和实验方案的设计方法。培养学生灵活运用所学知识,分析与解决电路实际问题能力,加强实验全过程的训练。设计任务11．设计题一：用分立元件设计一阻容耦合两级放大电路，在电源电压为12V，Vi≤5mV，信号源内阻为50Ω，RL=5.1kΩ的条件下，满足以下指标要求：（1）Ri>10kΩ；（2）Av>250；（3）BW=50Hz~50kHz；（4）D<5%。设计任务22．设计题二：用分立元件设计一阻容耦合

2、放大电路，在信号源内阻为50Ω，Vi≤10mV，RL=1kΩ的条件下，满足以下指标要求：（1）Vo≥1V；（2）Ri≥20kΩ；（3）fL<30Hz；（4）AV的稳定度提高10倍。设计题一提示设计题一：（1）从设计指标要求看，设计该放大电路应从电压放大倍数、输入电阻和减小失真等方面考虑，至于通频带，由于要求不高，一般较容易达到，设计时可暂不考虑。（2）指标要求该放大电路是对小信号放大且放大倍数不高，同时为了稳定工作点，采用两级分压式偏置的共发射极放大电路即可达到设计要求。（3）为了满足输入电阻和失真度小于5%的要求，各级射极须引入交

3、流串联负反馈。（4）指标中，上限频率为50kHz，要求不高，故可选用一般的小功率管。现选用NPN型9013，取β=150。设计题二提示（1）从设计指标要求看，设计该放大电路应从电压放大倍数及其稳定性、输入电阻等方面考虑，至于通频带，设计时可暂不考虑。（2）设计指标要求放大电路的电压放大倍数的稳定度较高，因此电路应引入适当的电压串联负反馈。（3）设计指标要求输入电阻的要求较高，须采用串联负反馈才可达到设计要求。（4）其余与设计选题A相同。设计指南放大级数的确定指标分配各级静态工作点的设定电路形式的选择半导体器件的选择偏置电路设计与计算

4、指标核算与电路确定详细方法参见本书3.3.1及3.3.2节放大级数的确定多级放大电路的级数主要根据对电路的电压增益（放大倍数）的要求来确定。由指标要求：Av>250放大电路的级数。电路形式的选择要考虑的因素主要包括：是小信号放大型还是大信号（功率）放大型；各级放大电路的组态及级间信号的耦合方式等。由指标要求：Vi≤10mV放大电路是小信号放大型；由Ri>10kΩ和D<5%放大电路的组态；由BW=50Hz~50kHz放大电路级间信号的耦合方式；由Ri>10kΩ是否需引入负反馈?何种负反馈?——设计指南指标分配—放大倍数的分配通常，分配

5、给前级放大电路的电压增益低一些，后级放大电路电压增益高一些为宜，并要留有15%～20%的余量。要求AV>250，设计计算时可取AV=300，其中取T1级AV1=？，T2级AV2=？半导体器件的选择半导体器件根据电路输出信号幅度、通频带、输入阻抗及电路的某些指标要求来选择。指标中，电路为小信号放大，对电路噪声没有特别要求，上限频率fH=50kHz，要求不高，故可选一般的小功率管。现选取NPN型管9013，测量其取β=150。动态范围估算：T1级：T2级：——设计指南各级静态工作点的设定≥可见，T1级VCEQ1可选小些，T2级VCEQ2

6、可选大些。T1级静态工作点确定：由指标要求：Ri>10kΩrbe1ICQ1由IＣQ1IＢQ1选定ICQ1和ＶCQ1的值VCEQ的选择要考虑到电路在正常工作范围应使输出电压幅度Vom足够大，同时在满足放大倍数的前提下，输出电压不应出现饱和失真，为此,VCEQ应满足下列关系：ICQ取值考虑：ICQ设定主要根据ICQ≥ICM+ICEQ，由于小信号电压放大电路ICM较小，另从减少噪声及降低直流功率损耗出发，T1、T2工作电流应选小些，并取前一级电流小于后一级电流。——设计指南T２级静态工作点确定：由ICQ2＞ICQ1和VCEQ2＞VCEQ1

7、选定ICQ２和ＶCQ２的值偏置电路设计与计算偏置电阻Rb1、Rb2值的选择，由电源电压VCCVBQ;由I1=(5～10)IBQ１和VBQRb2和Rb１。射级电阻Re的选择Re由——设计指南集电极电阻Rc的选择集电极电阻Rc的选择:一是要满足放大倍数要求，二是不能产生饱和失真。RC由或由RC——设计指南各电容值的选择耦合电容C1和C2的作用是隔直流耦合交流，对交流信号应是近似短路，所以耦合电容的阻抗应远小于与之串联的电阻，旁路电容阻抗应远小于与之并联的等效电阻。在本电路中，电容的耐压值应取实际工作电压的2倍以上．——设计指南指标核算与

8、电路确定静态工作点的核算T1级：与上述取值比较，是否符合设计要求。T２级的核算与T1级相同。指标核算是指根据已设计的电路参数逐级进行理论计算，核算各项指标（静态工作点、Av、Ri、Ro、fL、fH等）是否满足设计要求，否则需要重新设计