两级阻容耦合级间电压串联负反馈放大电路设计

1、据关学晓课程设计说明书（论文）课程设计题目：两级阻容耦合级间电压串联负 反馈放大电路设计课程：高频电子线路课程设计学生姓名：罗丽花学号:040院系：物理与机电工程学院专业班级：09电子信息科学与技术（2）班指导教师姓名及职称：周永明教授洪远泉实验师起止时间：2011年2月2011年6月课程设计评分:（教务处制）两级阻容耦合级间电压串联负反馈放大电路设计1 概述放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端，成为阻容耦合方式。由于电容对滞留 的阻抗为无穷大，因而阻容耦合放大电路各极之间的直流通路各不相痛，各级的静态工作点 相互独立，求解或实际调试Q点时可以按单级处理，所以电路的分析，实际和调试简单易

2、行, 而且，只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，前级的输出信号就可以几乎没有衰减地 传递到后级的输入端，因此，在分立元件电路中阻容耦合方式的到非常广泛的应用。其优点是由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作点相互独立，独立估算；电路的 分析、设计和调试方便：电容对交流信号几乎不衰减；缺点是低频特性变差：大电容不易集 成。同时，负反馈在电子线路中有着非常广泛的应用，采用负反馈是以降低放大倍数为代价 的，目的是为了改善放大电路的工作性能，如稳左放大倍数、改变输入和输岀电阻、减少非 线性失真、扩展通频带等，所以在实用放大器中几乎都引入负反馈。2. 两级阻容耦合及负反馈放大电路系统设计原理分析阻容

3、耦合放大器是多级放大器中最常见的一种，其电路如图1所示。图1阻容耦合整体原理图图1是一个曲型的两级阻容耦合放大电路，有两个共射放大电路组成。由于耦合电容c C2、C,的隔直流作用，各级之间的直流工作状态是完全独立的，因此可分别单独调整。但 是，对于交流信号，各级之间有着密切的联系，前级的输出电压就是后级的输入信号，因此 两级放大器的总电压放大倍数等于各级放大倍数的乘积au = /Iul a12,同时后级的输入阻 抗也就是前级的负载。为了减少电路损耗，第一级的静态工作点应选择的低一些，这样Ic： 电流的适当减小，就可以减少电路损耗。第二级的静态工作点选择的髙一些，放大电路的的 非线性失真将得到改

4、善。为了改善放大器性能，电路中引入了两级交流电压串联负反馈（RJ。 这样，电路即可以稳泄输出电压又可以提高输入电阻。两级放大器静态分析多级放大电路各级的静态值也是利用苴直流通路来求解。对于直接耦合放大电路而言， 应写出宜流通路中各个回路的方程，然后求解C而对于阻容耦合放大电路，因其各级之间的直流通路各不相通，各级的静态工作点相互独立，求解静态值时可按单级处理因耦合有隔直作用，故各级静态工作点相互独立，只要按照单管基本放大器的分析方法, 逐级计算即可。静态工作点表达式：第一级：jBEQ3 】CQ = QI BQU CEQ = CC - 】Cq R( 第二级：j _ 匕8 - U beqIcq =

5、 01 bqU ceq = cc -】cqR(两级放大电路的动态分析2. 3.1中频电压放大倍数的计算.多级放大电路的电压放大倍数等于各级放大倍数的乘积。 电压放大倍数儿=九 Au2单级共射基本放大器的电压增益为：A-.MRcHRl)rbe + (1 + 0)Re特别提示：后级的输入电阻是前级的负载，前级的输出电阻是后级的信号源内阻.2. 3.2输入电阻的计算放大电路一泄要有前级（信号源）为苴提供信号，那么就要从信号源取电流。输入电阻 是衡量放大电路从其前级获取电流大小的参数。输入电阻越大，从其前级取得的电流越小， 对前级的影响越小。放大器的输入电阻久是向放大器输入端看进去的等效电阻，定义为输

6、入电压和输入 电流A之比，如图2所示，即：图2输入电压23. 3输出电阻Ro放大器输出电阻是将输入电压源短路时，从输出端向放大器看进去的等效电阻放大电路对其负载而言，相当于信号源，我们可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。图3输岀电阻2. 3.4两级放大的电路的频率响应此法用于精度要求不髙从简从快得情况。首先测出中频电压增益然后增大或降低 频率，将增益下降到中频增益的倍（按分贝算即下降3db）,测出此时所对应的上下限频率,与/l之差就称为放大电路的通频带。即:4/o.7 = /» _ A幅频特性。阻容耦合放大器中因有电抗元件存在，放大倍数随信号频率而变，

7、髙、低频 段的放大倍数均会降低。已知两级放大器总的电压放大倍数是齐级放大倍数的乘积，则其对 数幅频特性之和，即2015 | Au I 二20匕 I 鮎 I + 2015 I AJ相频特性。放大电路相位移之和。(p =(p +(p2若两级放大器中各级的下限截止频率分別为 珀亦 上线截上频率分别为乩 fxu则 两级放大器与单级放大器的频率响应存在如下近似关系：负反馈对放大器性能的影响在两级阻容耦合放大器电路的基础上，加接一个反馈电阻"，如图3所示，构成电压串联负反馈电路。图3电压串联负反馈电路负反馈电路的基本形式：（a）电压串联负反馈；（b）电压并联负反馈；（c）电流串联负 反馈：（d）

8、电流并联负反馈。在分析放大器中的反馈时，主要应抓住三个基本要素：第一、反馈信号的极性。如果反馈信号是与输入信号反相的就是负反馈，反之则是正反 馈。第二、反馈信号与输岀信号的关系。如果反馈信号正比于输岀电压，就是电压反馈：若 反馈信号正比于输出电流，就是电流反馈。第三、反馈信号与输入信号的关系。从反馈电路的输入端看，反馈信号（电压或电流） 与输入信号并联接入称为并联反馈：串联接入成为串联反馈。负反馈能有效地改善放大器的性能，主要体现在输入电阻、输出电阻、频带宽度、非线 性失真、稳左性等方而。但是放大器性能的改善是以降低其增益为代价的，因而在应用负反 馈电路时，必须考虑电路性能改善的同时会引起电路

9、增益的减小。2. 4.1负反馈放大电路增益的一般表达式:& &1+佔A _ X X“_ _1F 一可一&X, X+ Xd X深度负反馈的实质当Ao很大时，1+AoF »1：引入正反馈当 1+AoF <1：Af>A当 1+AoF <1：Af>A引入正反馈Rel+ Re 1负反馈式放大电路放大的倍数降低，当Ao很大时，负反馈放大器的闭环放大倍数与晶 体管无关，只与反馈网络有关。即负反馈可以稳立放大倍数。2. 4. 2负反馈改变放大器的输入电阻R及输出电阻心o负反馈对放大器输入阻抗和输出阻抗的影响比较复杂。不同反馈形式，对阻抗的影响不 同，一

10、般来说，并联负反馈能降低输入阻抗，而串联负反馈则能提高输入阻抗：电压负反馈 使输岀阻抗降低，电流负反馈使输岀阻抗升髙。输入电阻：Rf =（i + AF）R串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻，故输入电阻增加。 输岀电阻：R 一 R“（1 + AF）并联负反馈相当于在输入回路中并联了一条支路，故输入电阻减小。负反馈使频带展宽& &夠=（i+q”f）九f - a1+佔引入负反馈使电路的通频带宽度增加（图4所示）：11（比|11，1巧一11、B图42. 4.4减小非线性失真（图5所示）加反饋前图53. 电路仿真测量电压放大倍数3.1. 1未引入负反馈的放大倍数（图6所示）exi

11、aur1»V lOkHK oostoll20.0kOt«>_Me) 3Okoh» StIOQiC2T卜xourlu2X2222“2»2222A*RfA A A JIVWS5»1 *4= spae*lOOOIon.l*ISXMM10XSC1Yc?c12 VPall1.40kQki»Cl lOuF(m2!.5CKOhi» It1 .OOkch*> 1*Do图6未引入负反馈的放大电路3. 1. 2引入负反馈后的放大倍数（图7所示）图7引入负反馈后的放大电路可见电压串联负反馈的引入使得电压放大倍数明显减少，两者相差约倍。

12、测量输入电阻3. 2.1未引入负反馈的输入电阻（图8所示）»«1IplM>2! 2Q.OKOk>eX8C1ClC)lUf/rVI吋10.皿2 2lO.OkOhn 19Itlour312222hs»J113Vee12 VL.SOkOkre图8无负反馈的输入电阻测虽电路3. 2.2引入负反馈后的输入电阻（图9所示）n>3.0kOto ”XMM1>1 .OtChn It?20.0kOh»_llxcriWorVIOK>eglOuTHlRell lOCOhm 1»口“21.40kOte« ItlO.OtOin It

13、VW- 5.lkOhm 51C310"2N2222K*m2»MRSni IIlOu?Vcc1Z V图9有负反馈的输入电阻测量电路可见，电压串联负反馈的引入，使得输入电阻增大。输出电阻测量3. 3.1未引入负反馈的输出电阻测量（图10所示）ZO.Ok0l»_lt1Ouf3.OKOhM 51C)：lour0r»bl2 >10.0KOlMi ItIS=、OY9121.4OkO)»_lllOur汁/霊OZg图10无负反馈的输出电阻测量电路3. 3. 2引入负反馈后的输出电阻测量（图11所示）11 .OkO>«» !io&

14、#171;rlourJW22J2A*XSC1O；5:L：2 82222A*EL3O5*n*3.0kO*w_5iAAA/-.lkOto MWell10OCi» !1< C4 土丄Curiwtl1.40kOh» II32 ,00k沁> It,fb2120.0kC*U« 11图11负反馈后的输出电阻电路可见，电压串联负反馈的引入，使得输出电阻增小。4. 总结通过Multisim7的仿真分析，直观形象地反映了放大电路引入负反馈后，虽然降低了 放大倍数，但放大电路的其他性能得到了改善。教学实践证明，在电子技术的理论课教学中 应用il算机软件进行仿真分析，加深了对电路原理、信号流通过程、元器件参数及电路性能 的了解，使抽象的理论形象化，使复杂的电路分析变得生动形象、貞实可信，让学生在