电压放大器设计

1、课程设计名称：模拟电路设计题目：电压放大器学生姓名：学院（系）：信息科学与工程学院专业班级：自动化101班指导教师：设计时间：2011年12月1日 2011年12月13电压放大器、设计目的、要求、步骤31、总目的32、设计要求33、设计步骤34、利用仿真软件进行仿真4二、方案设计与论证41、设计要求总体分析42、方案设计4三、单元电路设计与参数计算四、总设计i7五、电路的调试与微调六、仿真结果展示七、 设计心得10八、 参考文献10一、设计目的、要求、步骤1、总目的：设计仿真一个电压放大电路目的：(1 )、 学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握 模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综

2、合设计与调试能力。(2) 、 学会电压放大器的设计方法和性能指标测试方法。(3) 、 培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。2、设计要求：即电路的技术指标(1) 电源电压vcc=12v(2) 电压放大倍数au二7(3) 输入电阻rilokq(4) 电路为三级放大电路(5) 电路最后一级为电压跟随器3、设计步骤(1) 、查阅有关资料，完成总体设计框图(2) 、完成设计框图各个部分的详细设计，并选择合适参数的电子 元器件完成各部分电路，绘制电路原理图。4、利用仿真软件进行仿真二、方案设计与论证1、设计要求总体分析设计要求放大倍数为学号后二位即放大14倍，最后一级为电压跟 随器电压放大倍数约为

3、1倍，所以需要在前两级中将电压放大14倍, 由于输入电阻要大于10千欧，所以选择共发射集的电压放大器，因 为多级电压放大器的放大倍数为各单个电压放大器放大倍数之积，所 以可选第一集放大7倍，第二级放大2倍。多级电压放大器的输入电 阻为第一级放大器的输入电阻，即第一级电压放大器的输入电阻需大 于10千欧。计算前级的电压放大倍数和输入电阻时应将后级的输入 电阻看作前级的负载，计算后级的输出电阻时应将前级的输出电阻看 作后级的信号源内阻。2、方案设计采用三级放大电路形式：(1) 第一级为共发射级电路，不采用分压偏置式，使其放大四倍， 其输入电阻ri为儿十千欧的数量级，可实现设计要求电路的技术指 标r

4、imlokq,而且放大倍数可以从一调至几百倍，可调范围很宽， 很符合放大倍数较小的电路，负载电阻较小。(2) 第二级也为设计偏置电路，采用分压偏置式，利用放大倍数可 以近似决定电阻取值的优点，使其放大倍数小于一，减小四倍；而且 其输入电阻小，可以做第一级的负载电阻。(3) 第三级采用共集电路，不采用分压偏置式，利用其作为电压更 随器的性质，au略小于1。(4) 三级放大电路采用阻容耦合式连接，利用其三极管各个静态工 作点相互独立，互不影响的优点。三、单元电路设计与参数计算1、第一级电路一一共射级电路的设计(1) 、选取三极管2n2221a,该型号三极管在(2) 、由设计电路要求技术指标av=7

5、db,可得|av|-(rcrl)/re| 二 7;其中取 re=lkq,rc二4kq;(3) 、将此级电路静态工作点q点设定为vceq=6v,由射级电路分 析可得 vccq vccicq(rc+re)icq= 0 lb;ibq=(vccubeq)/(rb+(l+ b )re)其中 vcc=12v, re=lk q ,rc=4k q, b =65,解得 rb(4) 、由共射级电路输入电阻ri=rb/r+(14- b )re m 10k q2、第二级电路一一分压偏置共射级电路的设计(1) 、选取三极管2n2221a,该型号三极管在(2) 、将二级静态工作点q点设定为vceq=6v;vceq=vcc

6、-icqrc-ieqre;ubq 二(rb2/(rb 1 +rb2) vcc;(3) 又根据静态工作点的要求，选取rbl=8kq;rb2=8kq;(4) 对于二级电路要是放大倍数为2,即au=2db,可得，au=- b (rc/rl)/(r+(l+ b )rel)当re 1 »r则au-(rc/rl)/rel=2;根据以上选取rel=l k q ;re2二60k q3、第三级放大电路一一电压跟随器(1) 、选取三极管2n2221a,该型号三极管在(2) 、第二级放大电路的负载电阻为因此输入电阻ri二rb/(r+(l+ b )(re/rl)=16 k q(3) 为了保证此电路具有电压跟

7、随作用，因此(l+0)re»r；选取re=4 k q!1!总设计图五、电路的调试与微调由于是三极管间阻容耦合，各个三极管间的负载电阻与输入电阻有误差，所以初步电路图误差较大。经过调试，使部分电阻稍微改变，使得放大更加接近于14o六、仿真结果展示器 xscl时何94513 ms946.113 ms0.000 s: t1t2t2.出駅 |6 ms/divhrifl100 msy/div逸适bit駅 |l0 mvtfdivrr t ir & j -|vea?2y©3?|0电平i。lvi|at0 i dc iac* 0 | dc | |a»52疋施| bq | &

8、quot;一ytt i b/ai atb-1.416 mv -1.416 mv0 000 v邇适_a -110.604 mv -110.604 mv 0.000 v反向 ： 僚 r | ext. triggerid12v100.c83 mv示波器-x scihf问180.013 ms180.013 ms0.000 s出帜 15 ms/divx垃震 oy/t 肺更 i b/a i afb通适_a104.670 mv104.670 mv0.000 v160.848 uv160.848 uv0.000 v庚向 |保徉,ext. trigger通道a出帜 1100 mvdiv ¥垃震 0af 0 | dc |q at 0 | dc | -通道b _出帜 120 mvdiv y垃設 0电平nr t ip b |1f l正怯|肚疲:自期 m七、设计心得通过这次对电压放大器的设计与制作，让我了解了设计电路的程 序，也让我了解了关于电压放大器的原理与设计理念。对于模拟电子 电路有了更深的认识。在设计中应该考虑不同思路的设计方法，并且 比较他们之间的优缺点，寻找出最适合的设计方案。本次仿真设计，我深刻认识到自己理论知识的不足，书本上的一 些知识还没有吃透，各部分的原理图设计经过和同