模电设计多级放大器

1、成绩目录前言2第一章放大器的概述21.1 多级放大器的功能21.2.2 设计任务及目标21.2.3 主要参考元器件3第二章电路设计原理与单元模块32.1 设计原理32.2 设计方案42.3 单元模块6第三章安装与调试63.1 电路的安装63.2 电路的调试7第四章实验体会7结论7致谢7参考文献8附录8.前言电子技术电路课程设计是从理论到实践的一个重要步骤， 通过这个步骤使我们的动手能力有了质的提高，也使我们对电路设计理念的认识有了质的飞跃。本课程设计是对放大器对电压放大的基本应用， 我们设计的二级低频阻容耦合放大器严格按照实验要求设计， 能够充分满足的电压放大倍数、 频带宽、输入输出电阻等实验

2、要求的性能参数，这次课程设计让我们了解了类似产品的部原理结构。 设计时我和搭档设计了二级三极管放大电路、 可变放大倍数的二级运算放大器电路等多种方案， 由于考虑到器材的限制， 我们最终采用了最为简洁的两级运算放大器电路，实现了用最少的元器件实现要求功能。第一章放大器的概述1.1 多级放大器的功能随着科技的进步， 电子通讯产品越来越多的进入人们视野， 小到耳机手机收音机，大到大型雷达都要利用到信号放大器， 可以说信号放大器是现代通讯设备的核心器件之一， 而多级放大器又是一级放大器的推广， 可以克服单级放大器放大倍数不够等诸多问题。 耦合形式 多级放大电路的连接，产生了单元电路间的级联问题，即耦合

3、问题。放大电路的级间耦合必须要保证信号的传输，且保证各级的静态工作点正确。直接耦合耦合电路采用直接连接或电阻连接，不采用电抗性元件。直接耦合电路可传输低频甚至直流信号， 因而缓慢变化的漂移信号也可以通过直接耦合放大电路。电抗性元件耦合级间采用电容或变压器耦合。电抗性元件耦合，只能传输交流信号，漂移信号和低频信号不能通过。根据输入信号的性质，就可决定级间耦合电路的形式。零点漂移是三极管的工作点随时间而逐渐偏离原有静态值的现象。产生零点漂移的主要原因是温度的影响，所以有时也用温度漂移或时间漂移来表示。工作点参数的变化往往由相应的指标来衡量。一般将在一定时间，或一定温度变化围的输出级工作点的变化值除

4、以放大倍数，即将输出级的漂移值归算到输入级来表示的。本设计主要完成：实验要求电压放大倍数大于100 倍，实际参数200 倍，频带要求为： 30Hz30KHz，实际参数 20Hz150KHz，要求输入电阻大于20 千欧，实际为 23 千欧，要求输出电阻均低于10 欧，实际为 8 欧。1.2设计任务及要求1.2.1基本要求（1）电压放大倍数大于100 倍； （2）电路的频带为：30Hz30KHz； （3）输出电阻大于 20 千欧； (4) 输出电阻小于 10 欧；1.2.2 设计任务及目标（ 1）综合运用相关课程所学到的理论知识去独立完成课题设计；.（ 2）通过查询相关资料，培养学生独立分析解决问

5、题能力；（ 3）学会电路的安装与调试；（ 4）熟悉电子仪器的正确使用；（ 5）学会撰写课程设计的总结报告；1.2.3 主要参考元器件元件名型号数目电阻22 千欧2电阻150 千欧1电阻1.0 千欧2电阻30 千欧1电容100 微法1芯片LM324N1第二章电路设计原理与单元模块2.1 设计原理直接耦合放大电路的构成直接耦合或电阻耦合使各放大级的工作点互相影响，这是构成直接耦合多级放大电路时必须要加以解决的问题。(1)电位移动直接耦合放大电路如果将基本放大电路去掉耦合电容，前后级直接连接，如图07.02 所示。于是VC1=VB2VC2=VB2+VCB2VB2（ VC1）这样，集电极电位就要逐级提

6、高， 为此后面的放大级要加入较大的发射极电阻， 从而无法设置正确的工作点。这种方式只适用于级数较少的电路。图 07.02前后级的直接耦合(2) NPN+PNP组合电平移动直接耦合放大电路级间采用 NPN管和 PNP管搭配的方式，如图 07.03 所示。由于 NPN管集电极电位高于基极电位， PNP管集电极电位低于基极电位，它们的组合使用可避免集电极电位的逐级升高。.图 07.03 NPN 和 PNP管组合考虑到放大倍数要求不是很高， 两级基本就可以满足要求， 二级低频阻容耦合放大器参考方案方框图如图 2-1 所示，它包括信号发生器、第一级、第二级、示波器。第一级第二级在电路中用芯片 LM324

7、N完成二级低频阻容耦合放大器方框图2.2 设计方案考虑到课程设计要求主要是放大信号， 可以采用三极管或运算放大器， 我和搭档共设计出三套方案：方案一： 采用三级管对信号放大的原理， 设计了如下图所示的二级低频阻容耦合放大电路，通过改变各电阻的相应阻值可以改变二级放大电路的放大倍数。.方案二： 采用运算放大器的放大功能， 设计了如下图所示的二级低频阻容耦合放大电路，在第二级运算放大器上接一个滑动变阻器， 可以有效的调节运算放大器的放大倍数。方案三： 下图所示电路为方案二的删减版， 也可以说是改良版， 也是我们在本课程设计中所采用的方案， 它相对于方案一优点在于集成度较高， 相对于方案二更为简洁，

8、但放大倍数固定，也能满足实验设计要求.在实际焊接中，我们采用LM324N替代两个运算放大器，实现两级放大功能2.3 单元模块LM324是由四个独立的运算放大器组成的电路。它设计在较宽的电压围单电源工作，但亦可在双电源条件下工作。本电路在家用电器上和工业自动化及光、机、电一体化领域中有广泛的应用。其特点如下：（1）具有宽的单电源或双电源工作电压围；单电源3V30V，双电源 1.5V15V（2）含相位校正回路 ,外围元件少（3）消耗电流小 :Icc=0.6mA( 典型值 ,RL=)（ 4）输入失调电压低 : 2mV ( 典型值 )芯片 LM324N部结构由下图所示，第三章安装与调试3.1 电路的安

9、装安装时注意以下几点：（ 1）遵循先矮后高、先小后大、先装耐热器件的原则；（ 2）布线尽量使电源线和地线靠近实验电路板的周 边，以起到一定屏蔽作用；（ 3） 最好分模块安装以便调试检错；.3.2 电路的调试调试时应小心谨慎，电路安装完毕后，首先应检查电路各部分的接线是否正确，检查电源、地线、元器件的引脚之间有无短路，器件有无接错，再接入电路所要求的电源电压， 观察电路中各部分有无异常现象，如果出现异常， 应立即关闭电源，排除故障后重试。第四章实验体会本次实验是迄今为止本人觉得意义最大也是收获最大的一次实习， 身为电子信息科学与技术的学生， 设计是将来我们必需的技能， 是生存立业的根本， 而此次

10、实习恰恰给我们提供了一个应用自己所学知识的平台， 使我们的书本知识不再只是局限于大脑而是用于实践。 从理论设计到仿真软件的仿真， 之后又经历了方案的确定， 实验器材的领取， 电路的焊接以及不断地调试直至成功。 这些过程都需要我们积极动手动脑， 借鉴书本知识， 联合自己的电路图予以分析。 本次实验设计可以说是对于以往所学的一次检测， 过程不可谓不辛苦， 收获不可谓不丰厚。 本次实验设计，最重要的环节还是设计，设计的成功是实验成功的基础。所以设计环节必需积极动脑，动手，查阅相关资料，以求设计成功。 前面的电路设计很令人头疼， 而后面的焊接与调试则是真正考验一个人的耐心的过程。 我组的实验电路相对并

11、不是很复杂， 仿真也相当的成功， 但是从古至今就有一个不变的真理，理论与实践是有差距的 果不其然， 电路的调试过程反复碰壁， 预期的结果不仅出不来， 甚至一点像样的波形也没有。 最终通过改变实验仪器的接法和更换更精确的实验仪器，终于实验成功。这之中的过程相当磨砺人的耐心。做好本次实验的前提就是对于书本知识掌握较熟练， 这样才能对出现的问题做出一定的分析和解决。 此次课程设计也离不开老师耐心指导， 辛勤指教，老师在百忙之中抽出时间来对我们进行反复指导，很感谢老师。结论本次设计主要通过分级放大思想逐步达到实验设计所需的要求。 电路分为两级放大模块。分别由一块 LM324N运算放大器进行放大。调整函数信号发生器的频率和电压，产生相应的正弦波信号， 两个预算放大器将信号放大一百倍以上。双踪示波器分别接入放大电路的输入与输出端， 经过调整呈现对应输入输出的正弦波形。 至此，本次实验完成所有任务和要求致谢感谢我们的指导老师这段时间对我们的悉心辅导，我们所有人的预期结果与老师的指导是分不开的，每当我们遇到问题向老师求助时，老师总是细心分析，为我们讲解什么地方出现了问题， 在外界条件上给了我们很大的便利。 我组在调试过程中遇到了不少麻烦，老师为我们作了指导并交给我们检测的电路的方法，我组成员对其很是感激。同时感谢实验室老师对我们的实验活动很配合，.百忙之中为我们