模拟电子电路课程设计2(自动保存的).docx

一设计题目：用三极管设计一个变压器反馈LC振荡电路二 设计技术参数要求：v 振荡频率为30kHzv 输出电压03V连续可调v 负载R1=1K三器件清单：直流稳压电源1 15V示波器1信号发生器1万用表1面包板1绕匝线圈1 未知三极管2 9013电位器电阻 电容导线 1 47k4 68k、20k、470、6804 1F2、4.7F、10F若干Rb168kRb220kC11FC21FC34.7FCe1FCb10FRe1Re2470680四设计电路图： 五原理介绍：v LC正弦波振荡电路包括放大电路、正反馈选频网络和稳幅电路。反馈网络由LC并联谐振电路组成。（一）、LC并联谐振电路 谐振时。 电路谐振时，回路呈现纯阻特性，且阻抗最大。电路谐振时的谐振特性和品质因数Q，。（二）、LC并联谐振电路的频率特性：如图， 在谐振频率fo处阻抗有最大值，在fo两侧阻抗迅速衰减，即为选频特性，仅频率为fo的信号能通过选频网络。（三）、变压器反馈lc振荡电路：如图，LC并联谐振电路作为三极管负载，反馈线圈N1与电感线圈L2相耦合，将反馈信号送入三极管输入回路。调整反馈线圈的匝数可以改变反馈信号强度，满足正反馈幅度条件。电路为正反馈：设三极管基极瞬时极性为+，集电极瞬时极性为-，N1同名端电流流入，反馈线圈同名端瞬时极性为+。将变压器原边绕组n1与副边绕组n2按图中所标同名端连接， 则满足正弦波振荡的相位平衡条件。设计适当的变比，l、2圈数足够，一般可满足振荡幅值条件。当振幅大到一定程度时，三极管集电极电流波形会明显失真，由于集电极负载为LC并联谐振回路，有良好选频作用，输出波形失真不大。通过调节Rb，Re阻值可调节三极管放大电路静态工作点，使输出信号满足要求。Rb2由电位器控制，调节其阻值可改变静态电流，控制输出电压，实现V0从03v连续可调。 （四）、限幅电路：AF1放大信号，当输出Vo达到幅值，AF=1，稳定Vo。v 在实际电路中为防止负载电流变动较大时输出电压受其影响通常会再一级电路即射级跟随器，这样一来当改变电位器阻值时，对放大电路电压增益的影响较小v 元件作用：Rb1和Rb2是基极偏置电阻，保证三极管工作在放大区，C1为信号输入耦合电容，Ce为旁路电容，用来提高信号增益，变压器次级线圈N2为信号反馈端Re为直流负反馈用来稳定三极管静态工作点，减少信号失真输出C与L1：并联谐振电路，作为三极管负载，也是选频网络。L2：反馈。三极管与L1，L2构成正反馈网络；调节L2匝数可改变信号反馈强度，满足正反馈幅度条件。v 工作原理：当直流电源Vcc供电瞬间，电流流过Rb1和Rb2，通过分压电阻为基极提高合适的工作电压，三极管开始工作在放大状态，与此同时作为三极管负载的L1和电容C开始工作，当信号频率达到了谐振频率时产生电压输出Vo六相关理论介绍：v 分压式偏置Q点稳定电路： 利用基极偏置电阻Rb1和Rb2分压稳定基极电位VBQ；利用发射极电阻Re获取反映电流IEQ（ICQ）变化的电压信号，将此电压反馈到输入端，自动调节IBQ的大小，实现Q点稳定。静态参数：IBQICQ ICQ IEQ=VBQ-VBEQRe VCEQVCC-ICQ(Re+Rc)v 正弦波振荡电路：基本正弦波振荡电路由一个放大器和一个连接在反馈回路的选频网络构成。引入正反馈，振荡电路没有输入信号，输入信号接地，在没有输入信号基础上产生正弦波信号，如图， 环路增益AF1，噪声信号多次环路放大，输出信号增强。选频网络仅对特定频率噪声信号放大，抑制其他噪声信号，选频网络通常与反馈网络合在一起。正弦波发生电路通常由放大电路、正反馈网络、选频网络和稳幅电路组成。v 变压器：变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压，电流和阻抗的装置，主要构件有初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。原绕组输入电压与副绕组输出电压之比,等于它们的匝数比。变压器的同名端,就是在两个绕组中分别通以交流电（或者直流电产生静止磁场）,当磁通方向迭加(同方向)时,两个绕组的电流流入端就是它们的同名端,两个绕组的电流流出端是它们的另一组同名端。七测试数据分析：（一）、三极管分压偏置稳定电路： 设置静态电流IE在10mA左右，VE在2V左右，测得IE=9mA VE=2.32v VB=3.02v，静态工作点设置可满足要求。（二）、变压器反馈LC振荡电路：Vb=1.13V连入变压器反馈振荡电路后Vb有所减小，IE=0.54mA IE=VB-0.7RE1+RE2,IE非常小，可以增大Rb2减小Re来提高IE。Rb2=2.4k对应VO=0V；Rb2=5.5k对应VO=3V。通过调节电位器，使Rb2阻值变化，进而调节Ib，控制输出电压，满足03V连续可调。八测试中遇到的问题及解决方案：1) Q:在实际连接电路中遇到的首要问题就是无法判断所给线圈的同名端：答：如图所示，该线圈同名端未知，首先假设一线圈任意一只引脚与另一线圈的一只引脚为同名端 通过信号发生器选择合适的幅值、频率后，将信号加在假设同名端两端,同时将示波器CH1加在其两端，观察示波器输出波形若图像为同相位则假设正确；反之，该线圈的一只引脚与其没假设的引脚为同名端2) Q：给变压器加电压出现的问题：答：为测变压器同名端，我们给变压器两端加电压，发现万用表测不到电压值，变压器发热差点烧坏。原因是直接给变压器接在直流电压源上。应该接交流低电压测量。3) Q：按设计电路连接实物后，电路未启振:答：由于电感大小未知，因此想要让该LC电路启振，通过可知，电容C要尽可能小，在L两端并联了两个串接（电容串联减小，并联增加）的1F电容，电路启振。4) Q: 输出波形出现严重失真现象：答：电容偏大。调节电路中各电容值，换上474、104等。九课程设计总结： 在上学期学习理论课时一直觉得这门课程是很抽象，不容易掌握的而且不能将所学的理论知识体现在一个实物电路中。然而，这学期开设的这门动手操作课程弥补了种种不足，让我受益匪浅：1. 课程所给题目大都是上课老师略讲，较有难度的知识点，能够很好的培养我们的自学能力；2. 对第一学期所学的简明电路分析的知识也有了大概的回顾，例如我这套题目中提到的“谐振”、“品质因数”、“阻抗”、“同名端”这些概念就需要简明电路分析的知识；3. 与此同时，在上完一学期模拟电路后，开设这门课有“趁热打铁”的功效，复习了该门课程中的具有代表性的电路，而且我从实验设计的过程中学到的更多，在设计中用到仿真软件，用到其他书本的知识，都锻炼了我自我学习和探索的能力。4. 在实际连接中我发现了自己欠缺的地方，像一些元件只知道它的符号和名称，但把实物拿到手上后却发现不知道把输入和输出接到那些引脚上。有了这样的教训后，在之后的学习过程中我也会更加注意这些方面。这门课的流程也很好：下发课题，我们能尽早对课题有了解并开始思考；答疑课，让我对要做的课题有了大致了解，对相关要求、参数、设计方向等心中有数；预习报告，把课题分成几阶段研究，不会全堆在开学设计，减轻了部分学习负担；实验答辩，每次都是一次学习，不懂的地方也能及时向老师寻求指导；仿真，是实验