模电放大电路设计(中山大学).docx

实验报告：多级放大电路的设计与调试【实验目的】设计一个多级放大电路，通过电路设计，参数计算，仿真验证，实验调试等步骤熟悉从设计到实现的一般过程，同时也了解多级放大电路的设计方法。【实验仪器】仪器双踪示波器函数信号发生器万用表模电实验箱直流稳压电源数量11111【实验原理】本设计采用三级放大电路组成，前两级是共射级放大电路，第三级是共集电极放大电路，由三级放大电路组成的放大电路的增益计算公式是：Av=Av1*Av2*Av3（其中Av3约为1）实验室中的晶体管的值是170左右，取为170，以便在Multisim中确定虚拟晶体管（virtual）的参数及方便与计算。 【实验内容及要求】设计一个多级放大电路，要求个电路满足以下指标： 电源电压Vcc=12V 电压增益Av约为400 输入电阻不小于20K，输出电阻小于200 最大输出电压VoM（有效值）1V 下限截止频率50HZ，上限截止频率约为30KHZ RL=Rs=2K实验计算过程：由实验要求确定的原件参数为Vcc=12V，Ri20K，Ro200，RL=2 K，Rs= 2K。 Av1= -（Rc1/Rx/（rbe2+（+1）Re2）/（rbe1+（1+）Re1） Av2=-（Rc2/Rc3/（rbe3+（+1）（Re3/RL）/（rbe2+（1+）Re2） Ri=Ri1= Rb1/Rb2/rbe1+（1+）Re1 Ro=Ro3=Re3/(rbe3+Rc2/Rc3)/(1+) Av=Av1*Av2*Av3(其中Av3约为1)rbe=200+26mv/Icq为便于计算这里取Ro=55，Ri=27K由各级静态工作点Q处计算可得Rb1=400K，Rb2=50K，Rc1=10K,Rx=2M,Rc2=10K,Rc3=1M,Re1=400,Re2=430，Re3=2K同时取C1=1uf，C2=C3=C4=10uf，实验室中晶体管的值取为170利用Multisim仿真得到如图所示其中最大输出电压峰值显示在示波器上是1.499V，有效值是1.06V进行计算和实际操作得到静态工作点的两组数据如下表所示：IcQ123计算0.85mA0.905mA1.45mA实测0.800.911.37使用峰峰值为4mv 1khz的正弦输入电压仿真Vi=2.638mv，Vo=1.056V实测Vi=2.64mv，Vo=1.00V其中XMM的位置应遵循Mulitisim电路仿真的上图：数据是有效值XMM1XMM4XMM5XMM3理论计算值2.638mv53.81mv1.095v1.057v实测值2.64mv52mv1.03v1.01v利用上述的实验数据得出电路各级的增益为Av1Av2Av3Av理论计算值20.4020.350.9653400.7实测值19.719.810.981382.6相对误差是4.52%10%，满足设计要求。最后是调节电路的上限频率和下限频率，采用输出端串联电容的方法得到，由Multisim仿真，从仿真截图可知，Ce1=14nF的时候，正好满足30KHz处电压增益约为通频带（取1KHz时的数据）的0.7倍，而且交流电压源为50Hz的时候，增益约为通频带（取1KHz时的数据）的0.98倍，故下限频率肯定低于50Hz。结合试验实测的结果，比较有下表：50Hz250Hz1KHz10KHz30KHz仿真396400400.7371274实测377381382.6350269上表数据是Ce1=14nF时所得，其中30KHz处的增益约为1KHz处的0.7倍综合上面的所有设计点，所得到的三级