实验四单管放大器的设计与制作
3学时
一、实验目的
1．设计与制作一个单管放大器实验电路，掌握其静态工作点的调试方法、了解其电路中各元器件参数值对静态工
作点的影响。
2．掌握单管放大器的主要性能指标的调测方法。
3．了解单管放大器电路参数的工程设计方法。
二、实验预习要求
1．预习实验原理和测量方法。
2．写出预习报告，画出完整正确的实验电路图。如果选择自己设计的电路和参数进行实验，则要预先完成电路和
参数的设计。
3．在预习报告中明确实验内容（可用字母和相应公式以及表格表示）。
三、实验原理
单级放大器是构成多级放大器和复杂电路的基本单元。其功能是在不失真的条件下，对输入信号进行放大。要使放大器正常工作，必须设置合适的静态工作点。静态工作点Q的设置一要满足放大倍数、输入电阻、输出电阻、非线性失真等各项指标的要求；二要满足当外界环境等条件发生变化时，静态工作点要保持稳定。影响静态工作点的因素较多，但当晶体管确定之后，主要因素取决于偏置电路，如电源电压的变动、集电极电阻
R和基
C
极偏置电阻的改变等都会影响工作点。
静态工作点设置在交流负载线中点的附近，能使放大器获得最大不失真的输出电压，如图4.1所示。若工作点选得太高就会产生饱和失真，若工作点选得过低就会出现截止失真，如图4.2所示。
图4.1具有最大动态范围的静态工作点
图4.2 静态工作点设置不合适产生的失真
为了稳定静态工作点，经常采用具有直流电流负反馈的分压
输入信号
输出信号
截止区分界线
饱和区分界线
式偏置单管放大器实验电路，如图4.3所示。电路中上偏置电阻
1R '由1R 和1W R 串联组成；2R 为下偏置电阻；C R 为集电极电阻；E R 为
发射极电流负反馈电阻，起到稳定直流工作点的作用；1C 和2C 为交流耦合电容；3C 为发射极旁路电容，为交流信号提供通路；S R 为测试电阻，以便测量输入电阻；L R 为负载电阻。外加输入的交流信号S V 经1C 耦合到三极管基极，经过放大器放大后从三极管的集电极输出，再经2C 耦合到负载电阻L R 上。
图4.3 实验电路原理图
根据理论分析和工程估算法，可得到如图4.3所示的单管放大器实验电路正常工作时的主要动态性能指标如下：
交流电压放大倍数:
be
C
L be ce C L be o L V r R R r r R R r r R A ////////βββ-≈-=-=
输入电阻：
()be W i r R R R r ////112+=
输出电阻：
ce C o r R r //=
*四、实验电路参数设计
已知单级低频放大器所用的晶体三极管型号为9013（或者其
它NPN 类型的管子）,其100=β，电路工作电源V
V CC
12=，设
mA I CQ 4.2=，100-=V A ，Ω=k R L 1.5。根据以上要求，设计、计算并
选取电路器件参数，使放大器能够不失真地放大常用的正弦波信号，并达到100≥V A 倍的要求。
1．偏置电路形式的选择
由于分压式电流负反馈偏置电路应用十分广泛，所以本实验电路选用如图4.3所示的分压式电流负反馈偏置电路。
2．发射极电阻4R 的确定 因为工程估算中一般取CC EQ
V V )3.0~2.0(=，所以
CQ
EQ EQ
EQ E I V I V R R ≈=
=4
3．上下偏置电阻的确定
为使放大器能更稳定地工作，满足BQ Q
I I >>1的条件，上下偏
置电阻取值应小，但过小会使静态功耗增大且引起信号源S V 的电流分流过大，使放大器输入电阻变小，故工程上一般取BQ Q I I )10~5(1=，则下偏置电阻
β
CQ
BEQ EQ Q
BQ B I V V I V R R )
10~5(122+=
≈
=
β
CQ
BQ
CC Q
BQ
CC W B I V V I V V R R R )
10~5(1111-=
-≈
+=
4．集电极电阻C R 的确定
C R 应根据实际负载电阻值和放大倍数要求来确定。若L R 、V
A 无明确要求，可以选取C R 上的直流电压降C
R V 和CEQ V 大致相等，
可保证有较大的动态范围。此时C R 为：
CQ
EQ
CC C I V V R R -=
=213
以上四种电阻值根据计算值的范围再结合实验箱中现有的电阻值取近似值确定。其中基极上偏置电阻可通过调节电位器1
W R
来确定，
R可另外串接电位器2W R进行调节确定。
C
5．
C、2C、3C电容的选择
1
一般来说
C、2C、3C越大，低频特性越好，但电容过大体积
1
也大，既不经济又加大分布电容，影响高频特性，再者电容量大的电解电容漏电电流也大。一般能满足放大器的下限频率即可。工程估算时
C、2C一般取10～50μF，3C取30～100μF。
1
五、实验内容及步骤
1．正确组装连接实验电路
①根据实验电路原理图和所设计选定的参数以及常用的电
子仪器，用导线进行连接组装。
②组装之前须测量和调节电源电压所需要的值，并注意电源
的极性和信号源的接地线都不能接错，不能带电接线。
③将功率函数信号发生器的输出波形选择为正弦波，频率
=，输出幅度选择在dB
kHz
f1
-处，并按照图4.3中S V的
40
极性要求接入放大器的输入端。
④将示波器的各开关、旋钮选择在相应合适的档位，并将其
测试连接线接到放大器的输出端，完成实验电路制作。
2．直流工作点的调节与测量（记录在表4.1中）
①直流工作点的调节
反复调节电位器
R和功率函数信号发生器的输出幅度
W
1
细调旋钮，使三极管工作在放大区，并且有合适的工作点。
此时示波器显示的放大器输出正弦波形不失真，且有很大的放大量（一般
A为几十倍到200倍之间），表示放大器的直
V
流工作点调试完成。
②实验故障排除
经反复调节后，放大器输出端仍然无波形或输出波形失真、输出波形没有放大或者放大量太小等都说明所装实验电
单管共射极分压式放大电路仿真实验报告 班级__________姓名___________学号_________ 一、实验目的：1.学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。 2.掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的 测量法。 3.熟悉简单放大电路的计算及电路调试。 4.能够设计较为简单的对温度稳定的具有一定放大倍数的放大电路。 二、实验要求：输入信号Ai=5 mv, 频率f=20KHz, 输出电阻R0=3kΩ, 放大倍数Au=60，直 流电源V cc=6v,负载R L=20 kΩ，Ri≥5k，Ro≤3k，电容C1=C2=C3=10uf。三、实验原理： （一）双极型三极管放大电路的三种基本组态。 1.单管共射极放大电路。 （1）基本电路组成。如下图所示： （2）静态分析。I BQ=（V cc-U BEQ）/R B （V CC为图中RC（1）） I=βI BQ
U CEQ=V CC-I CQ R C （3）动态分析。A U=-β（R C管共集电极放大电路（射极跟随器）。 （1）基本电路组成。如下图所示： （2）静态分析。I BQ=（V cc-U BEQ）/（R b +（1+β）R e）（V CC为图中Q1（C）） I CQ=βI BQ U CEQ=V CC-I EQ R e≈V CC-I CQ R e （3）动态分析。A U=（1+β）（R e管共基极放大电路。 （1）基本电路组成。如下图所示：
（2）静态分析。I EQ=（U BQ-U BEQ）/R e≈I CQ （V CC为图中RB2（2）） I BQ=I EQ/（1+β） U CEQ=V CC-I CQ R C-I EQ R e≈V CC-I QC（R C+R e） （3）动态分析。AU=β（R C极管将输入信号放大。 2.两电阻给三极管基极提供一个不受温度影响的偏置电流。 3.采用单管分压式共射极电流负反馈式工作点稳定电路。 四、实验步骤： 1.选用2N1711型三极管，测出其β值。 （1）接好如图所示测定电路。为使ib达到毫安级，设定滑动变阻器Rv1的最大阻值是 1000kΩ，又R1=3 kΩ。
通信电子线路课程设计-- 高频小信号谐振放大器 学校： 姓名: 学号: 班级: 指导老师:
目录 一、刖言 (3) 二、电路基本原理................................................. .3 三、主要性能指标及测量方法....................................... .5 1谐振频率 (7) 2、电压增益 (7) 3、通频带 (8) 4、矩形系数 (9) 四、设计方案 (10) 1设置静态工作点 (10) 2、计算谐振回路参数 (10) 3、电路图、仿真图和PCB图 (11) 五、电路装调与测试.......................................... ??13 六、心得体会................................................. ??14 七、参考文献............................................... ???15
一、前言高频调谐放大器广泛应用于通信系统和其它无线电系统中，特别是在发射机的接收端，从天线上感应的信号是非常微弱的，这就需要用放大器将其放大。高频信号放大器理论非常简单，但实际制作却非常困难。其中最容易出现问题是自激震荡，同时频率选择和各级建阻抗匹配也恶化你难实现。 Protel DXP 软件能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证、和设计数据管理。今天的Protel DXP 软件已不是单纯的PCB 设计工具，而是一个系统，它覆盖了以PCB 为核心的全部物理设计。使用Protel、等计算机软件对产品进行辅助 设计在很早以前就已经成为了一种趋势，这类软件的问世也极大地提高了设计人员在机械、电子等行业的产品设计质量与效率。 通过《通信电子线路》的学习，使用Protel DXP 软件设计了一个高频小信号放大器。 二、电路的基本原理高频小信号放大器的功用就是五失真的放大某一频率范围内的信号。按其频带宽度可以分为窄带和宽带放大器。高频小信号放大器是通信电子设备中常用的功能电路，它所放大的信号频率在数百千赫。高频小信号放大器的功能是实现对微弱的高频信号进行不失真的放大，从信号所含频谱来看，输入信号频谱与放大后输出信号的频谱是相同的。
实验报告 课程名称：电子电路设计实验 指导老师：李锡华,叶险峰,施红军 成绩：________ 实验名称：晶体管共射放大电路分析 实验类型：设计实验 同组学生姓名: 一、实验目的 1、学习晶体管放大电路的设计方法， 2、掌握放大电路静态工作点的调整和测量方法，了解放大器的非线性失真。 3、掌握放大电路电压增益、输入电阻、输出电阻、通频带等主要性能指标的测量方法。 4、理解射极电阻和旁路电容在负反馈中所起的作用及对放大电路性能的影响。 5、学习晶体管放大电路元件参数选取方法，掌握单级放大器设计的一般原则。 二、实验任务与要求 1.设计一个阻容耦合单级放大电路 已知条件：=+10V cc V ， 5.1L R k =Ω，10,600i S V mV R ==Ω 性能指标要求：30L f Hz <,对频率为1kHz 的正弦信号15/,7.5v i A V V R k >>Ω 2.设计要求 （1）写出详细设计过程并进行验算 （2）用软件进行仿真 3.电路安装、调整与测量 自己编写调试步骤，自己设计数据记录表格 4.写出设计性实验报告 三、实验方案设计与实验参数计算 共射放大电路
(一).电路电阻求解过程（β=100） (没有设置上课要求的160的原因是因为电路其他参数要求和讲义作业要求基本一样,为了显示区别,将β改为100进行设计)： （1）考虑噪声系数,高频小型号晶体管工作电流一般设定在1mA 以下，取I c =1mA （2）为使Q 点稳定,取2 5 BB CC V V =，即4V, （3）0.7 3.3BB E E V R k I -≈=Ω,恰为电阻标称值 （4）2 12 124:3:2 CC BB R V V V R R R R ==+∴= 取R 2为R i 下限值的3倍可满足输入电阻的要求，即R 2=22.5k ， R 1=33.75k ; 1121 10=0.1,60,40cc B B V V IR I mA R K R K IR -== =Ω=Ω由 综上:取标称值R1=51k ,R2=33k （5） 25T T e E C V V r I I =≈=Ω （6）从输入电阻角度考虑: ， 取(获得4V 足够大的正负信号摆幅)得: 从电压增益的角度考虑: >15V/V,取得 : ; 为 (二).电路频率特性 （1） 电容与低频截止频率 取 ;
运算放大器的电路仿真设计 一、电路课程设计目的 错误!深入理解运算放大器电路模型,了解典型运算放大器的功能,并仿真实现它的功能; 错误!掌握理想运算放大器的特点及分析方法(主要运用节点电压法分析）； ○3熟悉掌握Muｌtisiｍ软件。 二、实验原理说明 （1）运算放大器是一种体积很小的集成电路元件,它包括输入端和输出端。它的类型包括:反向比例放大器、加法器、积分器、微分器、电 压跟随器、电源变换器等. （2） (３)理想运放的特点:根据理想运放的特点,可以得到两条原则： (a）“虚断”:由于理想运放,故输入端口的电流约为零，可近似视为断路,称为“虚断”。 （b)“虚短”:由于理想运放Ａ,，即两输入端间电压约为零,可近似视为短路,称为“虚短”. 已知下图，求输出电压。
理论分析: 由题意可得:(列节点方程) 011(1)822A U U +-= 0111 ()0422 B U U +-= A B U U = 解得: 三、 电路设计内容与步骤 如上图所示设计仿真电路. 仿真电路图：
V18mV R11Ω R22Ω R32Ω R44Ω U2 DC 10MOhm 0.016 V + - U3 OPAMP_3T_VIRTUAL U1 DC 10MOhm 0.011 V + - 根据电压表的读数,， 与理论结果相同． 但在试验中，要注意把电压调成毫伏级别，否则结果误差会很大, 致结果没有任何意义。如图所示,电压单位为伏时的仿真结 果:V18 V R11Ω R22Ω R32Ω R44Ω U2 DC 10MOhm 6.458 V + - U3 OPAMP_3T_VIRTUAL U1 DC 10MOhm 4.305 V + - ，与理论结果相差甚远。 四、 实验注意事项 1)注意仿真中的运算放大器一般是上正下负,而我们常见的运放是上负下正,在仿真过程中要注意。
实验二晶体管共射极单管放大器 一、实验目的 1、学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。 2、掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。 3、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。 二、实验原理 图2－1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R E，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号u i后，在放大器的输出端便可得到一个与u i相位相反，幅值被放大了的输出信号u0，从而实现了电压放大。 在图2－1电路中，当流过偏置电阻R B1和R B2的电流远大于晶体管T 的基极电流I B 时（一般5～10倍），则它的静态工作点可用下式估算 CC B2 B1 B1 B U R R R U + ≈ C E BE B E I R U U I≈ + - ≈ 1 F R U CE＝U CC－I C（R C＋R E+R F1） 电压放大倍数 1 ) 1( F R // β + + - = be L C V r R R β A 输入电阻 R i＝R B1 // R B2 //[r be+(1+β)R F1 ] 输出电阻 R O≈R C 由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量图2－1 共射极单管放大器实验电路
和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。 放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。 1、 放大器静态工作点的测量与调试 1) 静态工作点的测量 测量放大器的静态工作点，应在输入信号u i ＝0的情况下进行， 即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流I C 以及各电极对地的电位U B 、U C 和U E 。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压U E 或U C ，然后算出I C 的方法，例如，只要测出U E ，即可用 C E BE B E I R U U I ≈+-≈ 1 F R 算出I C （也可根据 C C CC C R U U I -= ，由U C 确定I C ），同时也能算出U BE ＝U B －U E ，U CE ＝U C －U E 。 为了减小误差，提高测量精度，应选用阻较高的直流电压表。 2) 静态工作点的调试 放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流I C （或U CE ）的调整与测试。 静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时u O 的负半周将被削底，如图2－2(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即u O 的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图2－2(b)所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的输入电压u i ，检查输出电压u O 的大小和波形是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。 (a) (b) 图2－2 静态工作点对u O 波形失真的影响
课程设计说明书 课设题目单调谐高频小信号放大器设计 专业通信工程 班级 B141211 学号 B 学生姓名杨一凡 指导教师李秀人 日期
沈航北方科技学院 课程设计任务书 教学系部信息工程系专业通信工程 课程设计题目单调谐高频小信号放大器设计 班级 B141211 学号姓名 课程设计时间: 2013 年 12 月 16 日至 2013 年 12 月29 日 课程设计的内容及要求： （一）主要内容 本课题旨在根据已有的知识及搜集资料设计一个单调谐高频小信号放大器，要求根据给定参数设计电路，并利用multisim仿真软件进行仿真验证，达到任务书的指标要求，最后撰写课设报告。报告内容参照课设报告文档模版要求，主要包括有关理论知识介绍，电路设计过程，仿真及结果分析。 技术指标：谐振频率6MHz，谐振增益≥20dB，通频带≥。输入高频小信号（峰－峰值）100mv。Vcc＝12V，R L=1KΩ。 （二）基本要求 根据题目及基本要求（技术指标）查阅相关资料和书籍，设计（计算）电路，确定元器件参数（3天）。 待电路设计完成后，上机进行电路仿真（使用Multisim）。仿真过程中用到的仪器、调试方法、排故过程及电路技术指标的测量要做记录，最终写到报告中（4天）。报告正文按目录要求撰写，其他内容见格式说明（3天）。
（三）主要参考书 [1] 高如云等.通信电子线路(第三版). 西安电子科技大学出版社，2007，11 [2] 赵春华等. Multisim9电子技术基础仿真实验. 机械工业出版社，2007，05 [3] 华永平.电子线路课程设计—仿真、设计与制作.东南大学出版社，2002 （四）评语 （五）成绩 指导教师年月日
IC课程设计论文题目：运算放大器电路的设计
2012/1/5 摘要 本次课程设计主要内容为：利用MOS管设计一个运算放大器。放大器具有放大小信号并抑制共模信号的功能。首先从放大器理论参数及结构下手，然后经过Hspice网表的生成及仿真调整最后得到满足参数要求的MOS管设定。 关键词：运算放大器，共模电压，电压摆幅，功耗电流 Hspice仿真，增益带宽
ABSTRACT The main content of course design for: use the design a MOS operational amplifier. Amplifier has put size and control signal common mode signal function. Starting from the first amplifier parameters and structure theory laid a hand on him, and then after the formation of the Hspice nets table and adjust the final simulation parameters of the requirements to meet the MOS set. K eywords: operational amplifier ，common-mode voltage ，voltage swing current consumption ，Hspice simulation ，Gain bandwidth
仿真实验报告册 仿真实验课程名称：模拟电子技术实验仿真仿真实验项目名称：共射极单管放大器 仿真类型（填■）：（基础■、综合□、设计□） 院系：专业班级： 姓名：学号： 指导老师：完成时间： 成绩：
一、实验目的 （1）掌握放大器静态工作点的调试方法，熟悉静态工作点对放大器性能的影响。 （2）掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。 （3）熟悉低频电子线路实验设备，进一步掌握常用电子仪器的使用方法。 二、实验设备及材料 函数信号发生器、双踪示波器、交流毫伏表、万用表、直流稳压电源、实验电路板。 三、实验原理 电阻分压式共射极单管放大器电路如图所示。它的偏置电路采用（R W +R 1）和R 2组成的分压电路，发射极接有电阻R 4（R E ），稳定放大器的静态工作点。在放大器的输入端加入输入微小的正弦信号U i ，经过放大在输出端即有与U i 相位相反，幅值被放大了的输出信号U o ，从而实现了电压放大。 在图电路中，当流过偏置电阻R 1和R 2的电流远大于晶体管T 的基极电流I B 时（一般5~10倍），则它的静态工作点可用下式进行估算（其中U CC 为电源电压）： CC 21W 2 BQ ≈ U R R R R U ++ （3-2-1） C 4 BE B EQ ≈I R U U I -= （3-2-2） )(43C CC CEQ R R I U U +=- （3-2-3） 电压放大倍数 be L 3u ||=r R R β A - （3-2-4） 输入电阻 be 21W i ||||)(r R R R R += （3-2-5） 图 共射极单管放大器
《通信电子线路》课程设计说明书高频小信号调谐放大器 学院：电气与信息工程学院 学生姓名： 指导教师：职称副教授 专业：电子信息工程 班级：电子1302 学号：13303402 完成时间：2016年1月8日
摘要 高频小信号放大器广泛用于广播、电视、通信、测量仪器等设备中。它能感应到的众多微弱高频小信号（输入信号电压一般在uV至mV量级附近的信号），然后利用LC谐振回路作为选频网络，和三极管的放大作用,选出有用的频率信号加以放大，并且对于无用的频率信号进行抑制。所以位于接收机接收端的高频小信号谐振放大器是构成无线电通信设备的重要电路。 该课题所设计的谐振放大器主要由放大器和调谐回路两部分组成，设计过程中，先在Multisim10电路仿真软件上进行了电路仿真，然后结合实际情况，绘制原理图，购买元器件画PCB电路图，最后进行了实物制作和调试。实际电路里，使用10MHz的中周代替了不易调节的LC选频回路，选用了s9014三极管来实行放大环节的放大，而射极电阻选了一个电位器，用于调整射极电阻从而改变放大器的放大增益。仿真及实物调试结果：谐振频率在10MHz,电路也有一定的增益，说明设计成功。 关键词：高频小信号；LC谐振回路；s9014 i
目录 1 绪论 (i) 1.1 课题的研究意义 (i) 2 电路分析及原理分析 (iii) 2.1 单元电路分析 (iii) 2.2 整体电路分析 (iv) 3 性能指标 (viii) 3.1 电压增益 (viii) 3.3 通频带 (ix) 3.4 矩形系数 (ix) 4 仿真与调试结果 (x) 4.1仿真结果分析 (x) 4.2 实物调试数据 (xi) 4.3 性能指标计算 (xi) 4.4 误差分析 (xi) 心得体会 (xiii) 参考文献 (xiv) 致谢 (xv) 附录 (xvi) 附录A (xvi) 附录B..................................................................................................................................... x vii 附录C.................................................................................................................................... x viii 附录D...................................................................................................................................... x ix 1 绪论 1.1 课题的研究意义 随着科学技术的不断发展，无线电技术广泛应用于国民经济、军事和人们日常生活的各个领域，技术水平也越来越高。在无线电通信系统中，电信号是通过无线以电磁波的形式向空间辐射传输的。所以在无线电技术中，经常会面对这样的问题，所接受到的信号很弱，很容易受到其他信号和噪声等的干扰，而且在长距离的通信运输中信号也会衰减和，到达接收设备的信号变得非常弱，很难保证信息的准确性。故在传输过程中，要对接收到的信号进行选频和放大，保证传递到接收设备上的信息的准确性，减少失误。这样就要利用高频小信号调谐放大器
实验项目共射放大电路的特性分析与仿真 实验时间实验台号 预习成绩报告成绩 一、实验目的 1、借助PSpice软件平台，通过实例分析更进一步理解静态工作点对放大器动态性能的影响。 2、了解晶体管等器件的参数对放大电路的高频响应特性的影响。 3、熟悉并掌握放大电路主要性能指标的测量与估算方法。 二、实验原理 1、产生仿真曲线，改变静态工作点，对放大器动态性能进行测量。 【例1】共发射极放大电路如图1-1所示。设晶体管的β=100，r bbˊ=80Ω。输入正弦信号，f=1kHz。（1）调节R B使I CQ≈1mA，求此时输出电压υ0的动态围。 （2）调节R B使I CQ≈2.5mA，求此时输出电压υ0的动态围。 （3）为使υ0的动态围最大，I CQ应为多少mA？此时R B为 何值？ 图1-1 单管共发射极放大电路 2、产生仿真曲线，测量放大器的高频参数。 【例2】图1-2所示为单管共发射极放大电路的原理图。设晶体管的参数为： β=100，r bbˊ=80Ω，C b′C=1.25PF，f T=400MHZ，V A=∞。调解偏置电压V BB使I CQ≈1mA。 （1）计算电路的上限截止频率f H和增益-带宽积G?BW。 （2）将r bbˊ改为200Ω，其它参数不变，重复（1）中的计算。 （3）将R S改为1KΩ，其它参数不变，重复（1）的计算。 （4）将C b′C改为4.5PF，其它参数不变，重复（1）的计算。 图1-2 共发射级放大电路的原理图
三、预习容 1、复习共射放大器的工作原理及高频响应特性与各参数的关系； 2、对例1进行电路的静态、动态的仿真分析，并用数据回答有关问题； 3、对例2写出进行频率特性分析的输入网单文件； 4、对例2进行电路的频率特性的仿真分析，并用数据回答有关问题。 四、实验容 1、对例1写出进行静态工作点调整和放大器动态围测量的输入网单文件； 2、对例1进行电路的静态、动态的仿真分析，并用数据回答有关问题； 3、对例2写出进行频率特性分析的输入网单文件； 4、对例2进行电路的频率特性的仿真分析，并用数据回答有关问题。 五、实验步骤 【例1】参考的输入网单文件如下： A CE AMP 1 C1 1 2 20U RB 2 4 RMOD 1 *RB 2 4 450K ；IC=2.5MA *RB 2 4 562.5K ；IC=2MA *RB 2 4 1.128MEG ；IC=1MA RC 3 4 4K Q1 3 2 0 MQ VI 1 0 AC 1 SIN(0 80M 1K) C2 3 5 20U RL 5 0 4K VCC 4 0 12 .MODEL MQ NPN IS=1E-15 BF=100 RB=80 .MODEL RMOD RES(R=600K) .OP .DC RES RMOD(R) 200K 1.5MEG 10K .TRAN 1E-5 3E-2 2E-3 1E-5 .PROBE .END
成绩评定表
课程设计任务书
摘要 本设计是根据要求进行的集成运算放大器的设计，用Protel软件设计实验电路，并绘制出PCB电路板，根据电路图对设计进行制作，最后进行调试测试。通过对Protel软件的学习与应用，加深对相关原理的理解，并对protel软件有初步的认识和一定的操作能力，为后续相关课程和相关软件的学习与应用打下坚实的基础。并根据通信电子线路所学的知识，掌握电路设计，熟悉电路的制作，运用所学理论和方法进行一次综合性设计训练，从而培养独立分析问题和解决问题的能力。根据相关课题的具体要求，按照指导老师的指导，进行具体项目的设计，提高自己的动手能力和综合水平。 本设计采用LM324芯片，它是一个四运算放大器的基本电路，在四运算放大器电路中起到了至关重要的作用。通过LM324芯片与其他相关电子元件的组合，画出调制与解调电路图，并完成PCB电路的绘制，完成课题的设计，可以算是对自我综合能力的一次有益尝试。 关键字：Protel、PCB、LM324、四运算放大器
目录 1 Protel的简要介绍 (5) 1.1 Protel的发展历史 (5) 1.2 Protel99SE简介 (5) 2 设计任务及要求 (6) 2.1设计任务 (6) 2.2设计要求 (6) 3 电路原理介绍 (7) 3.1 反向运算放大器 (7) 3.2 反向加法器 (7) 3.3 差动运算放大器 (7) 3.4积分器电路 (8) 4 原理图设计 (10) 4.1电路元件明细表 (10) 4.2 绘制原理图 (10) 4.3 元件生成清单 (12) 5 印刷版图的绘制 (12) 5.1 准备电路原理图和网络表 (12) 5.2 创建PCB文件以及网络表的装入 (15) 5.3 元件的布局以及印刷板的布线 (15) 6收获和体会 (16) 7 主要参考文献 (17)
通信电子线路课程设计－－高频小信号谐振放大器 学校： 姓名： 学号： 班级： 指导老师： 年月日
目录 一、前言 (3) 二、电路基本原理 (3) 三、主要性能指标及测量方法 (5) 1、谐振频率 (7) 2、电压增益 (7) 3、通频带 (8) 4、矩形系数 (9) 四、设计方案 (10) 1、设置静态工作点 (10) 2、计算谐振回路参数 (10) 3、电路图、仿真图和PCB图 (11) 五、电路装调与测试 (13) 六、心得体会 (14) 七、参考文献 (15)
一、前言 高频调谐放大器广泛应用于通信系统和其它无线电系统中，特别是在发射机的接收端，从天线上感应的信号是非常微弱的，这就需要用放大器将其放大。高频信号放大器理论非常简单，但实际制作却非常困难。其中最容易出现问题是自激震荡，同时频率选择和各级建阻抗匹配也恶化你难实现。 Protel DXP软件能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证、和设计数据管理。今天的Protel DXP 软件已不是单纯的PCB设计工具，而是一个系统，它覆盖了以PCB 为核心的全部物理设计。使用Protel、等计算机软件对产品进行辅助设计在很早以前就已经成为了一种趋势，这类软件的问世也极大地提高了设计人员在机械、电子等行业的产品设计质量与效率。 通过《通信电子线路》的学习，使用Protel DXP软件设计了一个高频小信号放大器。 二、电路的基本原理 高频小信号放大器的功用就是五失真的放大某一频率范围内的信号。按其频带宽度可以分为窄带和宽带放大器。高频小信号放大器是通信电子设备中常用的功能电路，它所放大的信号频率在数百千赫。高频小信号放大器的功能是实现对微弱的高频信号进行不失真的放大，从信号所含频谱来看，输入信号频谱与放大后输出信号的频谱是相同的。
力VHJ象实验报告 课程名称：电子电路设计实验指导老师：李锡华，叶险峰，施红军成绩：____________ 实验名称：晶体管共射放大电路分析实验类型：设计实验同组学生姓名： 一、实验目的 1学习晶体管放大电路的设计方法， 2、掌握放大电路静态工作点的调整和测量方法，了解放大器的非线性失真。 3、掌握放大电路电压增益、输入电阻、输出电阻、通频带等主要性能指标的测量方法。 4、理解射极电阻和旁路电容在负反馈中所起的作用及对放大电路性能的影响。 5、学习晶体管放大电路元件参数选取方法，掌握单级放大器设计的一般原则。 二、实验任务与要求 1. 设计一个阻容耦合单级放大电路 已知条件：v C c=+10V，R L=5.1k0，V j=IomV,R s =600Ω 性能指标要求：f L?<30Hz,对频率为IkHz的正弦信号A V IA15V∕V,R>7.5kΩ 2. 设计要求 （1）写出详细设计过程并进行验算 （2）用软件进行仿真 3. 电路安装、调整与测量 自己编写调试步骤，自己设计数据记录表格 4. 写出设计性实验报告
三、实验方案设计与实验参数计算 共射放大电路
（一）.电路电阻求解过程（β =100） （没有设置上课要求的 160的原因是因为电路其他参数要求和讲义作业要求基本一样 为了显示区别，将β改为100进行设计）： （1） 考虑噪声系数,高频小型号晶体管工作电流一般设定在 ImA 以下，取I C =ImA （ 2） 为使Q 点稳定,取V BB =2V cc ， 即4V, 5 （ 3） R E VBB 0"=3?3k",恰为电阻标称值 1 E 取R 2为R 下限值的3倍可满足输入电阻的要求，即 F 2=22.5k R=33.75k Q ; V -V 由 IR 1 =10∣B =0.1m A,R CC B =60KHR 2 =40K" IR 1 综上：取标称值 R 仁51k 丄R2=33k V (5) r^V T V ^ =25- I E I C (6) 从输入电阻角度考虑： R 产 R1∕∕M∕KP+1)亿+Z?I )]>7?5?!, R f =9k∩ V =-K rf =6V 取 (获得4V 足够大的正负信号摆幅)得： Rfi =118iy? =3,3kft∕? =6.6kfi _ 5100∕∕? 从电压增益的角度考虑： ':? r-?.t >15V/V,取 丄 ■'；得: J ■ Γ 7 ■ ■ ^1 ■ ■ \ .m??爲住为 1 1 7__ ■ ■ ■ （二）.电路频率特性 （1） 电容与低频截止频率 取-_「一［「： (4) 2 V CC - V BB - 4V R R 2 R 1 : R 2 - 3: 2
《集成电路CAD》课程设计报告 课题：基于Spectre运算放大器的设计 一：课程设计目标及任务 利用Cadence软件设计使用差分放大器，设计其原理图，并画出其版图，模拟器各项性能指标，修改宽长比，使其最优化。 二：运算放大器概况 运算放大器（operational amplifier），简称运放（OPA），如图1.1所示： 图1.1运放示意图 运算放大器最早被设计出来的目的是将电压类比成数字，用来进行加、减、乘、除的运算，同时也成为实现模拟计算机的基本建构方块。然而，理想运算放大器的在电路系统设计上的用途却远远超过加减乘除的计算。今日的运算放大器，无论是使用晶体管或真空管、分立式元件或集成电路元件，运算放大器的效能都已经接近理想运算放大器的要求。早期的运算放大器是使用真空管设计的，现在多半是集成电路式的元件。但是如果系统对于放大器的需求超出集成电路放大器的需求时，常常会利用分立式元件来实现这些特殊规格的运算放大器。 三：原理图的绘制及仿真
3.1原理图的绘制 首先在Cadence电路编辑器界面绘制原理图如下： 图3.1电路原理图 原理图中MOS管的参数如下表： Instance name Model W/m L/m Multiplier Library Cell name View name M1 nmosl 800n 500n 1 Gpdk180 nmos symbol M2 nmosl 800n 500n 1 Gpdk180 nmos symbol M3 pmosl 1.1u 550n 1 Gpdk180 pmos symbol M4 pmosl 1.1u 550n 1 Gpdk180 pmos symbol M5 nmosl 800n 500n 1 Gpdk180 nmos symbol
实验二 晶体管共射极单管放大器 一、实验目的 1、 学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。 2、 掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。 3、 熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。 二、实验原理 图2－1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用R B1和R B2 组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R E ，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号u i 后，在放大器的输出端便可得到一个与u i 相位相反，幅值被放大了的输出信号u 0，从而实现了电压放大。 在图2－1电路中，当流过偏置电阻R B1和R B2 的电流远大于晶体管T 的 基极电流I B 时（一般5～10倍），则它的静态工作点可用下式估算 CC B2 B1B1 B U R R R U +≈ C E BE B E I R U U I ≈+-≈ 1 F R U CE ＝U CC －I C （R C ＋R E +R F1） 电压放大倍数 1)1(F R // β++-=be L C V r R R β A 输入电阻 R i ＝R B1 // R B2 // [ r be +(1+β)R F1 ] 输出电阻 R O ≈R C 由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量 图2－1 共射极单管放大器实验电路
和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。 放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。 1、 放大器静态工作点的测量与调试 1) 静态工作点的测量 测量放大器的静态工作点，应在输入信号u i ＝0的情况下进行， 即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流I C 以及各电极对地的电位U B 、U C 和U E 。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压U E 或U C ，然后算出I C 的方法，例如，只要测出U E ，即可用 C E BE B E I R U U I ≈+-≈ 1 F R 算出I C （也可根据 C C CC C R U U I -= ，由U C 确定I C ），同时也能算出U BE ＝U B －U E ，U CE ＝U C －U E 。 为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。 2) 静态工作点的调试 放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流I C （或U CE ）的调整与测试。 静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时u O 的负半周将被削底，如图2－2(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即u O 的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图2－2(b)所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的输入电压u i ，检查输出电压u O 的大小和波形是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。 (a) (b) 图2－2 静态工作点对u O 波形失真的影响
高频电子线路课程设计报告设计题目：高频功率放大器设计 专业班级电信09-3 学号 310908030305 学生姓名董一含 指导教师高娜 教师评分 2012年6月13日
摘要 高频功率放大器是通信系统中发送装置的主要组件，用于发射机地末端。 本课程设计的高频功率放大器电路由两极功率放大器组成，第一级为甲类功率放大器，第二级为丙类谐振功率放大器。分别对甲类功率放大器和丙类谐振功率放大器设计，通过给定的技术指标要求确定甲类功率放大器和丙类谐振功率放大器设计的工作状态和计算出电路中各器件参数，从而设计出完整高频功率放大器电路，再利用电子设计软件multisim对电路仿真。 关键词：甲类功率放大器、丙类功率放大器、multisim仿真。
目录 1设计要求 (1) 1.1已知条件 (1) 1.2主要技术参数 (1) 1.3具体要求 (1) 2原理分析 (2) 3电路设计 (3) 3.1电路概要设计 (3) 3.2丙类功率放大器设计 (3) 3.2.1放大器的工作状态 (3) 3.2.2谐振回路及耦合回路的参数 (4) 3.2.3基极偏置电路参数计算 (5) 3.3甲类功率放大器设计 (5) 3.3.1电流性能参数 (5) 3.3.2静态工作点 (6) 4高频功率放大器完整电路图 (7) 5电路仿真 (8) 6设计心得 (10) 参考文献 (11)
1设计要求 1.1 已知条件 +VCC=+12V,晶体管3DG130的主要参数为PCM=700mW，ICM=300mA，VCES≤0.6V，hfe≥30，fT≥150MHz，放大器功率增益AP≥6dB。晶体管3DA1的主要参数为PCM=1W，ICM=750mA， VCES≥1.5V,hfe≥10,fT=70MHz,AP≥13dB。 1.2 主要技术参数 输出功率P0≥500mW，工作中心频率f0≈5MHz，效率η＞50%，负载RL=50Ω。 1.3 具体要求 分析高频功率放大器原理，通过给定的技术指标要求确定甲类功率放大器和丙类谐振功率放大器设计的工作状态和计算出电路中各器件参数，利用电子设计工具软件multisim对电路进行仿真测试，分析电路的特性。
课程设计报告 题目：单管放大器的设计与仿真 学生姓名： 学生学号： 系别： 专业：电子信息工程 届别： 指导教师： 电气信息工程学院制 2013年3月
淮南师范学院电气信息工程学院2014届电子信息工程专业课程设计报告 目录 引言……………………………………………………………1任务与要求…………………………………………………2系统方案制定………………………………………………3系统方案设计与实现………………………………………4系统仿真和调试……………………………………………5数据分析……………………………………………………6总结…………………………………………………………7参考文献……………………………………………………8附录………………………………………………………… 第1 页
单管放大器的设计与仿真 学生: 指导教师： 电气信息工程学院电子信息工程专业 引言：放大现象存在于各种场合中，例如，利用放大镜放大微小的物体，这是光学中的放大；利用杠杆原理用小力移动重物，这是力学中的放大；利用变压器将低电压变换为高电压，这是电学中的放大。而作为电子电路中的放大晶体管放大器是放大电路的基础【1】，也是模拟电子技术、电工电子技术等课程的经典实验项目，实验内容涉及方面广泛。本文已常见的作为集成运放电路的中间级的共射放大电路为讨论对象，一方面，对具体包括模拟电路的一般设计步骤、单管共射放大电路设计方案的拟定、静态工作点的设置与电路元件参数的选取、放大电路性能指标的测量、稳定静态工作点的措施等做阐述。本文采用的是分压式电流负反馈偏置电路设计成的共发射极放大器，对分压式电流负反馈偏置电路能稳定静态工作点的原理作了说明，并将对晶体管放大器静态工作点的设置与调整方法、放大电路的性能指标与测试方法、放大器的调试技术做阐述。介绍模拟电子电路的一般设计方法和思路，以及Multsim 和Matlab软件的一些基本操作和仿真功能。
实验三 单管共射放大电路 一、实验目的 1、 学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。 2、 掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。 3、 熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。 二、实验原理 图3－1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R E ，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号u i 后，在放大器的输出端便可得到一个与u i 相位相反，幅值被放大了的输出信号u 0，从而实现了电压放大。 图3－1 共射极单管放大器实验电路 在图3－1电路中，当流过偏置电阻R B1和R B2 的电流远大于晶体管T 的 基极电流I B 时（一般5～10倍），则它的静态工作点可用下式估算 CC B2 B1B1 B U R R R U +≈ U CE ＝U CC －I C （R C ＋R E ） C E BE B E I R U U I ≈-≈
电压放大倍数 be L C V r R R β A // -= 输入电阻 R i ＝R B1 // R B2 // r be 输出电阻 R O ≈R C 由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。 放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。 1、 放大器静态工作点的测量与调试 1) 静态工作点的测量 测量放大器的静态工作点，应在输入信号u i ＝0的情况下进行， 即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流I C 以及各电极对地的电位U B 、U C 和U E 。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压U E 或U C ，然后算出I C 的方法，例如，只要测出U E ，即可用 E E E C R U I I = ≈算出I C （也可根据C C CC C R U U I -=，由U C 确定I C ）， 同时也能算出U BE ＝U B －U E ，U CE ＝U C －U E 。 为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。 2) 静态工作点的调试 放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流I C （或U CE ）的调整与测试。 静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时u O 的负半周将被削底，如图3－2(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即u O 的正半周被缩顶（一