模电设计多级放大器

1、成绩目录前言3第一章 放大器的概述31.1多级放大器的功能31.2.2设计任务及目标41.2.3主要参考元器件4第二章 电路设计原理与单元模块42.1设计原理42.2设计方案62.3单元模块7第三章安装与调试83.1电路的安装83.2电路的调试8第四章实验体会8结论8致谢9参考文献9附录9 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要求的

2、性能参数，这次课程设计让我们了解了类似产品的内部原理结构。 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，即耦合问题。放大电路的

3、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。一般将在一定时间内，或一定温度变化范围内的输出级工作点的变化值除以放

4、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题能力； （3）学会电路的安

5、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=VB2 VC2= VB2+ VCB2V

6、B2（VC1） 这样，集电极电位就要逐级提高，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

7、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LM324N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

8、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，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范围内单电源工作，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范围；单电源3V30V，双电源±1.5V±15V  （2）内含相

9、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内部结构由下图所示，第三章安装与调试   3.1电路的安装     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；

10、0; （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，而此次实习恰恰给我们提供了一个应用自己所学知识的平台，

11、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

12、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

13、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张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，百忙之中为我们抽调仪器，提供原件器材。参考文献  电子电路基础 谢清  人民邮电出版社  1999 第一版 数字电子技术基础 阎石  高等教育出版社  2001 电子电路基础 童诗白 &#