小信号阻容耦合放大电路设计
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两级阻容耦合放大电路设计与仿真阻容耦合放大电路是一种经典的放大电路结构,常用于放大小信号。
其基本原理是利用电容器和电阻的耦合作用,实现信号的放大和增强。
在设计阻容耦合放大电路时,需要考虑电路的增益、频率响应、稳定性等方面的问题。
下面将以两级阻容耦合放大电路为例,进行设计和仿真。
1.电路结构设计首先,我们需要确定电路的结构图和参数。
两级阻容耦合放大电路由两个放大级组成,每个放大级包括一个晶体管和相应的偏置电路。
可以选择晶体管的类型,比如常用的BJT三极管或MOSFET场效应管。
偏置电路可以采用基准电源或稳流源等方式。
2.电路参数计算在确定电路结构之后,需要计算每个电路元件的参数。
比如晶体管的放大系数、偏置电流,电容器的容值等。
这些参数的选择和计算需要根据具体的应用需求来确定,可以参考相关的电路设计手册或者仿真软件。
3.电路仿真在进行实际的电路设计之前,可以使用电路仿真软件进行仿真。
通过仿真,可以验证电路的性能和参数的正确性,发现问题并进行调整。
常用的电路仿真软件有Cadence SPICE、LTSpice等。
4.电路布局与PCB设计在完成电路的仿真之后,可以进行电路的布局和PCB设计。
在布局过程中,需要考虑电路的相互干扰、阻抗匹配等问题,以确保电路的可靠性和稳定性。
PCB设计需要绘制电路的电路板图,安排元件的布局和连接方式,并进行元件的焊接和布线。
5.电路调试与性能测试完成PCB设计之后,可以进行电路的调试和性能测试。
通过调试,可以检查电路的工作状态和性能是否符合设计要求。
可以使用示波器、信号发生器等测试设备对电路进行测试,得到电路的增益、频率响应等参数。
通过上述步骤,可以完成两级阻容耦合放大电路的设计和测试。
可以根据实际的应用需求和设备要求进行参数选择和调整,以获得满足要求的电路性能和工作效果。
直流小信号放大电路设计1. 简介直流小信号放大电路是一种用于放大微弱直流信号的电路,常用于传感器信号放大、音频放大等应用中。
本文将介绍直流小信号放大电路的设计原理、常见的电路拓扑结构以及参数计算方法。
2. 设计原理直流小信号放大电路的设计原理基于三个关键概念:直流耦合、负反馈和放大器参数。
2.1 直流耦合直流耦合是指通过一个电容将输入和输出端之间的直流分离开,使得输入和输出端可以采用不同的偏置点。
这样可以保证输入端不受到输出端偏置点的影响,并且避免了由于耦合电容引入的低频截止频率。
2.2 负反馈负反馈是通过将一部分输出信号与输入信号相减,再加以适当增益后送回输入端,来抑制非线性失真并提高整体增益稳定性。
负反馈能够降低电路的非线性失真和频率响应波动,并提高输入和输出之间的线性关系。
2.3 放大器参数在设计直流小信号放大电路时,需要考虑以下几个重要的参数:•增益(Gain):表示电路输出信号与输入信号之间的比例关系。
•输入阻抗(Input Impedance):表示电路对输入信号源的负载能力。
•输出阻抗(Output Impedance):表示电路对负载的驱动能力。
•带宽(Bandwidth):表示电路能够放大的频率范围。
3. 常见的电路拓扑结构直流小信号放大电路有多种常见的拓扑结构,其中包括共射放大器、共集放大器和共基放大器等。
3.1 共射放大器共射放大器是一种常用的直流小信号放大电路,其特点是输入端与输出端都是以共射方式连接到晶体管。
这种拓扑结构具有较高的增益和较低的输出阻抗,适用于需要较高增益和较低输出阻抗的应用场景。
3.2 共集放大器共集放大器是一种常见的直流小信号放大电路,其特点是输入端与输出端都是以共集方式连接到晶体管。
这种拓扑结构具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗,适用于需要较高输入阻抗和较低输出阻抗的应用场景。
3.3 共基放大器共基放大器是一种常见的直流小信号放大电路,其特点是输入端与输出端都是以共基方式连接到晶体管。
一、实验目的1. 理解阻容耦合放大电路的工作原理和基本结构。
2. 掌握阻容耦合放大电路的设计、搭建和调试方法。
3. 学习如何通过实验测量放大电路的静态工作点和动态性能参数。
4. 分析电路元件参数对放大电路性能的影响。
二、实验原理阻容耦合放大电路是一种常用的模拟电子电路,主要用于放大交流信号。
它主要由晶体管、电阻、电容等元件组成。
电路中,电容C1和C2分别起到输入耦合和输出耦合的作用,用于隔断直流信号,使交流信号得以传递。
三、实验器材1. 晶体管(如3DG6)2. 电阻(1kΩ、10kΩ、100kΩ等)3. 电容(0.01μF、0.1μF、1μF等)4. 直流电源(+5V、+12V)5. 示波器6. 万用表7. 面包板或电路实验箱四、实验步骤1. 电路搭建:根据实验原理图,将晶体管、电阻、电容等元件按照要求连接到面包板或电路实验箱上。
2. 静态工作点测量:使用万用表测量晶体管的集电极电流IC、基极电流IB和发射极电压VE,记录数据。
3. 动态性能测试:a. 输入信号:使用信号发生器产生正弦波信号,频率为1kHz,幅度为1V。
b. 输出信号:将输入信号接入电路,使用示波器观察输出波形,记录幅度和频率。
c. 放大倍数计算:根据输入信号和输出信号的幅度,计算电路的电压放大倍数。
4. 电路调整:通过调整电路中的电阻和电容,观察对放大电路性能的影响,如静态工作点、放大倍数等。
五、实验结果与分析1. 静态工作点:根据实验数据,计算晶体管的静态工作点IC、IB和VE,与理论值进行比较,分析误差原因。
2. 动态性能:根据实验数据,计算电路的电压放大倍数,与理论值进行比较,分析误差原因。
3. 电路调整:通过调整电路中的电阻和电容,观察对放大电路性能的影响,如静态工作点、放大倍数等。
六、实验结论1. 阻容耦合放大电路能够有效地放大交流信号,具有较好的线性度。
2. 通过调整电路元件参数,可以改变放大电路的静态工作点和动态性能。
阻容耦合放大电路
阻容耦合放大电路是一种电子放大电路,属于一种电路变换技术。
它通过利用电容与电阻组成的耦合元件来实现信号放大,是一种比较常见的放大方式。
阻容耦合放大电路有三部分组成,即输入端、输出端和放大电路。
输入端由一个电阻与一个电容共同组成,电阻的作用是将输入电压降低到可接受的水平,而电容的作用则是将输入电压接地,从而使输入端不受外界干扰。
输出端由一个电阻与一个电感组成,电阻的作用是将输出电压降低到可接受的水平,而电感的作用则是将输出电流接地,从而使输出端不受外界干扰。
放大电路由一个电子管组成,电子管的作用是将输入端的输入电压放大到输出端的输出电压,从而实现放大。
阻容耦合放大电路的优点在于它的结构简单,该电路只需要电阻、电容和电子管三种元件就可以完成放大功能,因此它的成本相对较低,更加容易被普通消费者接受。
另外,该电路具有良好的频率响应特性,可以较好地处理高频信号,并且该电路具有较高的信噪比。
阻容耦合放大电路的缺点在于它的输出精度较低,由于输入和输出之间的耦合电容存在一定的损耗,因此输出
电压的精度会受到一定的影响,而且该电路也会因为外界干扰而造成一定的抖动,这会降低信号的精度。
总的来说,阻容耦合放大电路是一种比较常见的放大方式,它具有低成本、良好的频率特性和高信噪比等优点,但是也有较低的输出精度和容易受外界干扰等缺点。
阻容耦合放大电路原理
阻容耦合放大电路是一种常见的放大电路,其原理是利用电容和电阻的耦合作用,实现信号的放大。
在电子设备中,放大电路起着至关重要的作用,可以将微弱的信号放大成为可观测的信号,从而实现各种电子设备的正常工作。
下面我们将详细介绍阻容耦合放大电路的原理。
首先,阻容耦合放大电路由输入电阻、输入电容、放大器和输出电容组成。
其中,输入电容起到隔直、通交的作用,将输入信号中的直流分量隔离,只传递交流信号;而输出电容同样起到隔直、通交的作用,将放大后的信号中的直流分量隔离,只传递交流信号。
放大器则是整个电路的核心部分,起到放大信号的作用。
其次,阻容耦合放大电路的原理是利用电容和电阻的耦合作用。
当输入信号通
过输入电容进入放大器时,电容会阻止直流信号通过,只允许交流信号通过。
这样就实现了隔直通交的作用。
在放大器中,交流信号经过放大后,再经过输出电容,同样实现了隔直通交的作用。
这样就实现了信号的放大。
最后,阻容耦合放大电路的原理还包括对输入电阻和输出电阻的要求。
输入电
阻要足够大,以减小输入信号源的影响;输出电阻要足够小,以减小输出信号对后级电路的影响。
这样可以保证信号的准确传输和放大。
总之,阻容耦合放大电路是一种常见的放大电路,其原理是利用电容和电阻的
耦合作用,实现信号的放大。
通过对输入电容和输出电容的隔直通交作用,以及对输入电阻和输出电阻的要求,实现了信号的准确传输和放大。
在实际应用中,我们需要根据具体的需求来选择合适的阻容耦合放大电路,从而实现各种电子设备的正常工作。
三极管低频小信号电压放大电路级间耦合方
式
三极管低频小信号电压放大电路级间耦合方式是电子电路中常见
的一种设计方法。
它通过将信号源与放大器级之间的耦合电容连接,
实现信号的传输和放大。
这种耦合方式可以有效地将信号传递到放大
器级,从而实现信号的放大和处理。
在三极管低频小信号电压放大电路中,一般使用电容来实现级间
的耦合。
这种耦合方式常见的有直接耦合和交流耦合两种。
首先,直接耦合方式是将信号源直接与放大器级间的电容相连接。
这种方式简单直接,适用于频率较低的信号放大。
在直接耦合方式下,耦合电容的选择需要考虑信号频率、放大倍数等因素,以保证信号传
输的可靠性和放大电路的稳定性。
其次,交流耦合方式是利用耦合电容和耦合电阻来实现级间的耦合。
在交流耦合方式下,信号源与放大器级之间通过耦合电容连接,
同时在耦合电容两端连接一个阻值适当的电阻。
这种方式可有效隔离
放大器级的直流偏置,使其具有较好的直流工作状态,并提高了放大
器对不同频率信号的传输能力。
需要注意的是,无论是直接耦合还是交流耦合,耦合电容的选择
都非常重要。
合适的耦合电容能够提供良好的信号传输效果,而选择
不当的耦合电容可能会导致信号失真、频率响应不均匀等问题。
综上所述,三极管低频小信号电压放大电路级间耦合方式是一种常见的电路设计方法。
通过选取合适的耦合电容和耦合电阻,可以实现信号的可靠传输和放大。
在实际应用中,我们需要根据具体的信号特点和电路要求来选择合适的耦合方式和参数,以达到最佳的放大效果。
模拟电子技术综合实验报告姓名:学号:班级:课程设计名称:阻容耦合两级放大电路实验室(中心):电子电工实验室指导教师:设计完成时间:年月日一、设计目的与要求(一)目的1、在multisim中设计仿真一个阻容耦合两级放大电路,要求信号源频率10kHZ(有效值1mv),电压放大倍数100。
(可以用单管放大电路构成两级电路,也可以用运放构成两级电路)2、给电路引入电压串联负反馈(二)要求1、在multisim中设计仿真一个阻容耦合两级放大电路,要求信号频率10kHZ (有效值1mv),电压放大倍数100。
(可以用单管放大电路构成两级电路,也可以用运放构成两级电路)2、给电路引入电压串联负反馈:(1)测量负反馈接入前后电路放大倍数、输入输出电阻和频率特性;(2)改变输入信号幅度,观察负反馈对电路非线性失真的影响。
二、设计任务1、在multisim中设计仿真一个阻容耦合两级放大电路,要求信号源频率10kHZ(有效值1mv),电压放大倍数100。
(可以用单管放大电路构成两级电路,也可以用运放构成两级电路)2、给电路引入电压串联负反馈:(1)测量负反馈接入前后电路放大倍数、输入输出电阻和频率特性;(2)改变输入信号幅度,观察负反馈对电路非线性失真的影响。
要求得到的数据: (1)静态工作点;(2)接入负反馈前后电路放大倍数、输入输出电阻; (3)验证F f 1A;(4)测试接入负反馈前后两级放大电路的频率特性;(5)测试接入负反馈前后,电路输出开始失真时对应的输入信号幅度。
三、设计方案分析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。
阻容耦合放大电路接法一、引言阻容耦合放大电路是一种常见的放大电路,它可以用于信号放大和频率分析等应用。
本文将介绍阻容耦合放大电路的接法及其工作原理。
二、阻容耦合放大电路的接法阻容耦合放大电路由两个主要部分组成:输入级和输出级。
接下来将分别介绍这两个部分的接法。
1. 输入级接法输入级是阻容耦合放大电路的第一级,它负责将输入信号转换为适合放大的信号。
输入级的接法如下:(1)输入信号通过耦合电容C1进入基极,同时通过电阻R1流入基极。
(2)电阻R2和电容C2构成的偏置电路使得晶体管处于工作状态。
(3)输出信号通过耦合电容C3进入下一级放大电路。
2. 输出级接法输出级是阻容耦合放大电路的最后一级,它负责将放大后的信号输出到负载电阻上。
输出级的接法如下:(1)输入信号通过耦合电容C4进入基极。
(2)电阻R3和电容C5构成的偏置电路使得晶体管处于工作状态。
(3)耦合电容C6将输出信号传递到负载电阻上。
三、阻容耦合放大电路的工作原理阻容耦合放大电路的工作原理可以分为以下几个步骤:1. 输入信号经过输入级的耦合电容C1进入基极,同时通过电阻R1流入基极,形成基极电流。
2. 基极电流使得晶体管处于工作状态,通过放大作用将输入信号放大。
3. 放大后的信号通过耦合电容C3传递到下一级放大电路。
4. 依此类推,最后的输出级将放大后的信号通过耦合电容C6传递到负载电阻上,形成输出信号。
四、阻容耦合放大电路的特点阻容耦合放大电路具有以下几个特点:1. 输入电容和输出电容可以起到隔离直流和交流信号的作用,保证了电路的稳定性。
2. 输入电阻和输出电阻可以适当调整,以满足不同的应用需求。
3. 由于耦合电容的存在,阻容耦合放大电路可以实现不同级之间的相互耦合,提高整体的放大效果。
4. 阻容耦合放大电路可以采用多级连接,实现更大的放大倍数。
五、总结阻容耦合放大电路通过合理的接法和工作原理,可以实现信号的放大和频率分析等应用。
它具有输入电容和输出电容的隔离作用,保证了电路的稳定性,同时还可以通过多级连接实现更大的放大倍数。
第三部分 模拟电子技术基础实验实验1 阻容耦合放大器的设计与调测3.1.1实验目的1.能根据一定的技术指标要求设计出单级放大电路。
2.研究单级低频小信号放大器静态工作点的意义。
3.掌握放大器主要性能指标的测试方法。
4.掌握用射随器提高放大器负载能力的方法。
3.1.2实验原理与设计方法在晶体管放大器的三种组态中,由于共射极放大器既有电流放大,又有电压放大,所以在以信号放大为目的时,一般用共射放大器。
分压式电流负反馈偏置是共射放器广为采用的偏置形式,如图 3.1.1.所示。
它的分析计算方法,调整技术和性能的测试方法等,都带有普遍意义,并适用多级放大器。
R u 图 3.1.1单组阻容耦合放大器电路中Rc 为晶体管的直流负载,其交流负载由R c 与外接负载RL 组成。
由R b1、Rb2及R C 组成电流反馈式偏置电路,发射极交流旁路电容C e 是用来消除Re 对信号增益的影响,隔直电容C l 、C2是将前一级输出的直流电压隔断,以免影响后一级的工作状态,同时将前一级输出的交流信号耦合到后一级。
1.静态工作点放大器的静态工作点是指当放大器没有信号输入时,晶体管各极的直流电流和直流电压在特性曲线上所决定的点。
静态工作点选择是否合理,将直接影响放大特性的好坏,为使信号得到不失真的放大,放大器的工作点一般选在线性区的中点。
但在小信号放大器中,由于输入信号小,运用范围也小,工作点可选低一些,以减少直流功耗。
通常,为了使工作点稳定,应先稳定I C Q ,而I CQ ≈I EQ ,因此,只要稳定了I E Q 也就稳定了IC Q ,如能满足I 1≥I BQ ,V B ≥V BE ,则几乎与晶212b b b CC B R R R V V +=体管的参数无关,可近似值看成是恒定的。
阻容耦合放大电路课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握阻容耦合放大电路的基本原理,理解其电路组成及各部分功能。
2. 使学生了解放大电路的频率特性,掌握影响放大倍数的因素。
3. 帮助学生掌握放大电路的静态工作点设置及其对放大性能的影响。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析、设计阻容耦合放大电路的能力。
2. 提高学生实际操作、调试放大电路的技能,能根据实际需求调整电路参数。
3. 培养学生运用仿真软件进行放大电路设计与分析的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生严谨的科学态度,注重实践与理论相结合。
2. 增强学生的团队合作意识,学会与他人合作共同解决问题。
3. 激发学生对电子技术的兴趣,培养学生主动探索、创新的精神。
课程性质分析:本课程为电子技术专业课程,以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点分析:学生已具备基础电子知识,具有一定的电路分析和设计能力,但对阻容耦合放大电路的了解有限。
教学要求:结合课程性质和学生特点,本课程要求教师以引导为主,注重激发学生的兴趣,培养学生的动手能力和实际操作技能。
通过课程学习,使学生能够将理论知识应用于实际电路设计中,提高学生的综合运用能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论教学:a. 放大电路基本原理及分类b. 阻容耦合放大电路的组成与工作原理c. 静态工作点的设置与影响d. 放大电路的频率特性分析e. 影响放大倍数的因素及其调整方法2. 实践教学:a. 阻容耦合放大电路的搭建与调试b. 仿真软件的使用与电路分析c. 电路参数调整与性能优化d. 故障排查与问题解决3. 教学大纲:第一周:放大电路基本原理、分类及阻容耦合放大电路的组成第二周:阻容耦合放大电路工作原理、静态工作点设置与影响第三周:放大电路频率特性分析、影响放大倍数的因素第四周:实践操作——阻容耦合放大电路的搭建、调试与优化第五周:仿真软件的使用及电路分析,故障排查与问题解决教学内容依据课程目标,结合教材相关章节,确保科学性和系统性。
实验三阻容耦合放大电路实验报告一、实验目的1.了解阻容耦合放大电路的基本原理和工作原理。
2.掌握阻容耦合放大电路的设计方法和调试技巧。
3.熟悉常用的放大器模块及其参数的测量方法。
4.分析并比较不同工作点下的放大器的输出特性。
二、实验原理阻容耦合放大电路是一种常见的放大器电路,由输入电容、负反馈电阻、耦合电容、集电极电阻、负载阻抗等组成。
其基本原理为:输入信号首先经过输入电容,隔直耦合地加到放大器的输入端,输入电容的作用是去除输入信号中的直流分量,确保放大器工作在正常工作点。
在阻容耦合放大电路中,放大器的放大倍数取决于耦合电容的容值,通过改变耦合电容的大小可以调整放大倍数。
工作原理:当输入信号作用在输入电容上时,由于输入电容的存在,输入信号会引起静态工作点的偏移。
其偏移的大小取决于输入电容的容值,容值越大,偏移越小;容值越小,偏移越大。
在A点,放大器的放大倍数较大。
在B点,放大倍数适中。
在C点,放大倍数较小。
三、实验器材和仪器1.交流信号发生器2.示波器3.直流电源4.多用电表5.电阻、电容、晶体管四、实验步骤2.将交流信号发生器的输出接到放大电路的输入端,调节信号发生器的频率和幅度,观察放大电路输出信号的波形。
3.分别测量不同工作点下,输入与输出信号的电压波形,计算并比较不同工作点下的放大倍数。
4.分析实验结果,得出不同工作点下阻容耦合放大电路的特点和优缺点。
五、结果与讨论表1阻容耦合放大电路元器件数值元器件数值R1 10kΩR2 10kΩRc 2.2kΩRe 1kΩC1 10μFC2 10μF表2不同工作点下的输入输出波形及计算结果工作点A B CV1(mV) 800 400 200V2(V) 10 5 2放大倍数V2/V1 0.0125 0.0125 0.01根据实验结果可见,不同工作点下,放大器的放大倍数基本一致,大约为0.01、这是因为阻容耦合放大电路通过耦合电容实现耦合,不同输入信号对于放大倍数影响不大。
郑州科技学院《Multisim10电子仿真实验与设计》报告题目小信号阻容耦合放大电路设计学生姓名杨春城专业班级 10级电子科学与技术二班学号201031051院(系)电气工程学院指导教师刘林阴完成时间2013年09月09日目录1小信号阻容耦合放大电路设计 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计要求 (1)1.3设计说明 (1)1.4设计静态工作点并计算元件参数 (2)2 仿真设计 (2)2.1搭建实验电路 (2)2.2仿真分析 (3)3分析研究 (6)3.1问题分析 (6)3.2放大电路动态性能指标的检测 (7)4总结 (9)1小信号阻容耦合放大电路设计1.1设计目的通过小信号阻容耦合放大电路仿真设计来讨论单元电路的一般分析、设计、元器件选取与调试的思路、流程、技巧和方法。
1.2设计要求试设计一个工作点稳定的小信号单元放大电路。
要求:|Av|>40,Ri>1k,Ro>3kΩ,fL<100Hz,fH>100kHz,电路的Vcc=+12V,Rl=3kΩ,Vi=10Mv,Rs=600Ω.1.3设计说明1、选定电路形式选用如图5.1.1所示的基极分压式工作点稳定的小信号共射放大单元电路。
图5.1.1 共射放大电路2、选用三极管因设计要求f H>100kHz,f H的指标要求较高。
一般来说,三极管的f T越大C b’e、C b‘c越小,f H越高。
故选定三极管为9013,其I CM=500mA,V(BR)CEO20V,P CM=625mW,f T150MHz,I CEO0.1uA,h FE(β)为60200。
对于小信号电压放大电路,工程上通常要求β的数值应大于A v的数值,故取β=60。
1.4设计静态工作点并计算元件参数ICQ<26β/(Ri-rbb’)=1.95mA,取ICQ=1.5mA,Re=(VBQ-VBEQ)/ICQ=(3-0.6)/1.5k Ω=1.6k Ω,Re=1.6k ΩRb2=βVBQ/(510)I1=(1224) k Ω,取Rb2=20k ΩRb1=Rb2(Vcc-VBQ)/VBQ=20(12-3)/3=60k Ω,取Rb1=56k Ω.Rbe=rbb’+26β/ICQ=1240 Ω,RL’=|Av|rbe/β=0.827k ΩRc=RLRL’/(RL-RL’)=1.14k Ω,取Rc=1.2k Ω.Cb2=Cb1>(310)/ ω(Rs+rbe)=(2.68.6) μF。
第三部分 模拟电子技术基础实验实验1 阻容耦合放大器的设计与调测3.1.1实验目的1.能根据一定的技术指标要求设计出单级放大电路。
2.研究单级低频小信号放大器静态工作点的意义。
3.掌握放大器主要性能指标的测试方法。
4.掌握用射随器提高放大器负载能力的方法。
3.1.2实验原理与设计方法在晶体管放大器的三种组态中,由于共射极放大器既有电流放大,又有电压放大,所以在以信号放大为目的时,一般用共射放大器。
分压式电流负反馈偏置是共射放器广为采用的偏置形式,如图 3.1.1.所示。
它的分析计算方法,调整技术和性能的测试方法等,都带有普遍意义,并适用多级放大器。
R u 图 3.1.1单组阻容耦合放大器电路中Rc 为晶体管的直流负载,其交流负载由Rc 与外接负载R L 组成。
由R b1、R b2及R C 组成电流反馈式偏置电路,发射极交流旁路电容C e 是用来消除R e 对信号增益的影响,隔直电容C l 、C 2是将前一级输出的直流电压隔断,以免影响后一级的工作状态,同时将前一级输出的交流信号耦合到后一级。
1.静态工作点放大器的静态工作点是指当放大器没有信号输入时,晶体管各极的直流电流和直流电压在特性曲线上所决定的点。
静态工作点选择是否合理,将直接影响放大特性的好坏,为使信号得到不失真的放大,放大器的工作点一般选在线性区的中点。
但在小信号放大器中,由于输入信号小,运用范围也小,工作点可选低一些,以减少直流功耗。
通常,为了使工作点稳定,应先稳定I CQ ,而I CQ ≈I EQ ,因此,只要稳定了I EQ 也就稳定了I CQ ,如能满足I 1≥I BQ ,V B ≥V BE ,则212b b b CC B R R R V V +=几乎与晶体管的参数无关,可近似值看成是恒定的。
而 eBQ eBEBQ eEQ EQ R V R I V R V I ≈-==这样可以看成是稳定的。
在选择偏置电路元件参数时,既要考虑到满足工作点稳定的条件,同时又要兼顾电路其它方面(如放大倍数)的性能,因此,一般选取βCQBQ BQI I I I =≥)10~5(1BE BQ V V )10~5(≥ (3.1.1)因此V BQ ≥V BE ∴V BQ ≈V EQI CQ =βI BQV CEQ ≈V CQ R C —V EQ (3.1.2)由电路可得偏置元件的计算公式CQBEBQ EQEQe BQCC b BQBQ BQ b I V V I V R I V V R I V I V R -≈=-=-==1112)105(实际中R b1通常用一固定电阻与电位器串联,以便调整工作点I BQ 。
实验一单级阻容耦合放大电路设计一、设计任务及目的设计任务:设计一个分压式偏置的单级的小信号放大器,输入和输出分别用电容和负载隔直流,设计静态工作点,计算电路元件参数,拟定测试方案;(1)在面包板或万能板上安装电路,测量并调试静态工作点。
(2)测量设计好的偏置电压和电流。
(3)测量所设计电路的实际电压放大倍数。
(4)测量所设计电路的实际输入、输出电阻。
设计目的:(1)学习晶体管放大器的实计方法。
(2)研究静态工作点对输出波形影响及静态工作点的调整方法。
(3)掌握静态工作、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测试方法。
二、设计要求和指标已知条件:VCC=+12V,信号源Us=10Mv(P-P),内阻Rs=600Ω,负载RL=2KΩ1、主要技术指标:输入内阻Ri>2kΩ,输出电压Uo≥0.3V,输出电阻Ro<5K.2、频率响应20Hz-500KHz3、I CQ=(0.5-2)mA,V BQ=(3~5)V(理论),U BQ>> U BE I CQ=(5-10)I BQ。
三、放大电路的基本原理下图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。
在上图电路中,当流过偏置电阻RB1和RB2的电流远大于晶体管T 的基极电流IB时(一般5~10倍),则它的静态工作点可用下式估算:1. 理论值设计根据Ic=Ie,Rbe=Rbb+(1+B )*26/Ie 若取Ic=0.9mA, UBQ=4V ,Rbb=300Ω,放大倍数为100,CC B2B1B1B U R R R U +≈可得RE=4K Ω,RB1=10K Ω,RB2=20K ΩU CE =U CC -I C (R C +R E )=5.7 电压放大倍数:beL C V r R R βA // -= =-38输入电阻:R i =R B1 // R B2 // r be =3.5K Ω 输出电阻:R O ≈R C2. (1)、静态工作点的测量所谓静态工作点的测量,就是用合适的直流毫安表和直流电压表测量晶管的集电极电流Ie 和管压降Vce 。
阻容耦合放大电路实验报告阻容耦合放大电路实验报告引言:阻容耦合放大电路是一种常见的电子电路,它在信号放大过程中使用了电阻和电容元件来实现信号的耦合和放大。
本实验通过搭建阻容耦合放大电路并进行测量,旨在探究该电路的工作原理和性能。
实验目的:1. 理解阻容耦合放大电路的基本原理;2. 学习搭建和调试阻容耦合放大电路的方法;3. 测量并分析阻容耦合放大电路的频率响应和放大倍数。
实验器材:1. 信号发生器2. 示波器3. 直流电源4. 电阻、电容等元件5. 多用途电路实验板6. 其他常用电子元器件实验步骤:1. 搭建电路:根据给定的电路图,使用实验板和电子元器件搭建阻容耦合放大电路。
确保连接正确,并注意电源极性。
2. 调试电路:将信号发生器的输出接入电路的输入端,设置合适的频率和幅度。
使用示波器观察电路的输出信号,并调整电路参数,使输出信号达到最佳效果。
3. 测量频率响应:通过改变信号发生器的频率,测量并记录电路的输入和输出信号的幅度。
绘制频率-幅度曲线,分析电路的频率响应特性。
4. 测量放大倍数:将信号发生器的输出信号接入电路的输入端,测量输入和输出信号的幅度。
计算并记录电路的放大倍数,分析电路的放大性能。
实验结果与分析:1. 频率响应:经过测量和计算,得到了阻容耦合放大电路的频率-幅度曲线。
从曲线上可以看出,在低频时,电路的放大倍数较高,随着频率的增加,放大倍数逐渐下降。
这是由于电容的频率特性导致的。
2. 放大倍数:测量结果显示,阻容耦合放大电路的放大倍数在设计范围内。
通过调整电路参数,可以改变放大倍数的大小。
较大的放大倍数在一定程度上可以提高信号的传输质量,但也容易引入噪声和失真。
实验总结:通过本次实验,我深入了解了阻容耦合放大电路的工作原理和性能。
在实验过程中,我学会了搭建和调试该电路的方法,并通过测量和分析得出了电路的频率响应和放大倍数。
这对于今后的电子电路设计和应用具有重要的指导意义。
然而,本实验还存在一些局限性。
阻容耦合放大电路实验报告实验目的:掌握阻容耦合放大电路的基本原理,能够绘制阻容耦合放大电路的电路图并进行实际搭建,测量电路中各元件的电压、电流、增益等参数,进一步了解放大电路的工作特性。
实验原理:阻容耦合放大电路是一种常见的放大电路,在该电路中,输入信号流过电容耦合与放大器的输入端相连,在放大效果之后,输出信号再通过电容耦合与下一级电路相连。
电容的作用在于隔断响应电路,防止直流信号干扰放大器的工作;阻容耦合的作用在于隔断响应电路,并且实现信号的传递与放大。
为了实现较大的电压放大倍数,阻容耦合放大电路中通常会使用反馈网络进行调整和优化。
实验所用材料:1.电容:10μF、33μF;2.电阻:220欧、10k欧;3.三极管:9014;4.电压表、电流表、示波器等实验仪器实验步骤:1.按照电路图搭建阻容耦合放大电路,注意电路图中的元件连接顺序和极性。
连接完成之后,对电路中的元件逐一进行检查,确保接地、接电及元件连接正确无误。
2.接通电源后,使用万用表进行电压测量,分别测量各元件的电压大小。
此时可用示波器测量输出信号波形,并通过调节电阻、电容及三极管的参数,对电路的放大倍数进行调整和测试。
3.在测试阶段,应仔细观察各元件的工作状态,以便及时发现电路中可能存在的异常情况。
如若遇到电路短路等故障,应立即关闭电源,并用万用表等仪器进行排查和修复。
实验结果:在实验过程中,我们多次调整了放大倍数,并对电路的工作效果进行了测试和测量。
最终,我们成功地搭建了阻容耦合放大电路,并实现了色频放大器的基本功能。
通过测试数据的统计和分析,我们发现在改变电容值和电池电压的条件下,能够对电路的输出信号进行精细调节,达到理想的放大效果和稳定性。
实验结论:阻容耦合放大电路是一种常见的放大电路,其原理和设计方法简单易懂,适用于多种放大电路的应用场景。
在实验中,我们掌握了阻容耦合放大电路的基本搭建步骤和调节方法,并实现了实验设计的目标。
当然,这一过程中还存在一定的实验误差和不确定因素,需要我们通过不断实践和学习来进一步深化理解。
郑州科技学院
电子仿真实验报告
题目小信号阻容耦合放大电路设计学生姓名
专业班级 10级电科四班
学号201031099
院(系)电气工程学院
指导教师刘林荫
完成时间 2013年 9 月 15 日
目录
1 设计要求 (1)
2 设计说明 (1)
(1)选定电路形式 (1)
(2)选用三极管 (1)
3 设置静态工作点并计算元件参数 (1)
4 仿真设计 (2)
(1)搭建实验电路 (2)
(2)仿真分析 (2)
5.分析研究 (5)
(1)问题分析 (5)
(2)问题解决: (5)
1 设计要求
试设计一个工作点稳定的小信号单元放大电路。
要求:|A v|>40,R i>1kΩR o<3kΩ,
F L<100Hz,f H>100kHz,电路的V cc=+12V,R L=3kΩ,V i=10mV,R s=600Ω。
2 设计说明
(1)选定电路形式
选用如图5.1.1所示的基极分压式工作点稳定的小信号共射放大单元路。
图5.1.1 共射放大电路
(2)选用三极管
因设计要求f H>100kHz,f H的指标要求较高。
一般来说,三极管的f T越大C b’e、C b‘c越小,f H越高。
故选定三极管为9013,其I CM=500mA,V(BR)CEO20V,P CM=625mW,
f T 150MHz,I
CEO
0.1uA,h
FE
(β)为60200。
对于小信号电压放大电路,工程上通常要
求β的数值应大于A v的数值,故取β=60。
3 设置静态工作点并计算元件参数
ICQ<26β/(Ri-rbb’)=1.95mA,取ICQ=1.5mA,
Re=(VBQ-VBEQ)/ICQ=(3-0.6)/1.5kΩ=1.6kΩ,Re=1.6kΩ
Rb2=βVBQ/(510)I1=(1224) kΩ,取Rb2=20kΩ
Rb1=Rb2(Vcc-VBQ)/VBQ=20(12-3)/3=60kΩ,取Rb1=56kΩ.
Rbe=rbb’+26β/ICQ=1240Ω
RL’=|Av|rbe/β=0.827kΩ.
Rc=RLRL’/(RL-RL’)=1.14kΩ,取Rc=1.2kΩ.
Cb2=Cb1>(310)/ ω(Rs+rbe)=(2.68.6) μF。
取Cb2=Cb1=10μF。
Ce>(13)/[ ω(Re//(RS+rbe)/ β)]=(53~159) μF,取Ce=100μF。
4 仿真设计
(1)搭建实验电路
在Multisim 10电路实验窗口,按上述设计参数搭建小信号共射放大电路,如图5.1.2(a)所示。
图5.1.2 实验电路
(2)仿真分析
1.用直流工作点分析功能分析计算实验电路
打开存盘的如图 5.1.2所示的实验电路,单击Multisim 10界面菜单“Simulate/Analyses/DC operating Point…”按钮。
在弹出的对话框中,是定节点1(基极)、节点2(集电极)、V cc(直流电源)、节点3(发射极)和I[ccvcc](流入直流电源V cc的电流)为待分析的电路节点。
单击“Simulate”仿真按钮进行直流工作点仿真分析,即分析结果(待分析电路节点的电位)显示在“Analysis Graph”(分析结果图)中,如图5.1.3所示。
依分析结果,有
VBEQ=V1-V3=(2.92772-2.18949)V=0.74V
VCEQ=V2-V3=(10.37662-2.18949)V=8.19V
ICQ=(VCC-V2)/RC=[(12-10.37662)/1.2]mA=1.35mA
图5.1.3 输入、输出电压峰值测量数据
2.用测量仪器仿真测量、分析实验电路的电压放大倍数和输入、输出电阻
用示波器测量的输入、输出信号波形参数如图5.1.5所示。
由示波器游标可知道T2-T1的值,则实验电路的电压放大倍数为
AV=Vop/Vip=-829.132/20.138=-41.17,数值余量不大
测得电源信号的峰值约为14.14m V,输入信号约为10.08mV,则实验电路的输入电阻为Ri=Vip/(Vsp-Vip)Rs=1.54kΩ。
图5.1.5 输入、输出电压峰值测量数据
由图5.1.6(a)所示,断开负载电阻RL后,测得输出电压峰值Vop的平均数值
约为576.5mV ,如图5.1.6(b )所示,所以输出电阻为 R0=(Vop/Volp-1)RL=1.17k Ω
图5.1.6(a )实验电路
图5.1.6(b )信号、负载开路时输出电压峰值测量数据
3.利用交流分析功能(AC Analysis )分析实验电路的频率特性
图5.1.7 放大电路的幅频特性曲线和相频特性曲线
由图5.1.7可以得出下限频率约为159.103Hz 上限频率约为3.8192MHz
通带宽度BW=(3819.2-0.159)kHz=3819.04kHz
5.分析研究
(1)问题分析
1、放大倍数
实验电路中电压放大倍数约为-40.86,数值余量不大。
Av几乎与放大电路中的三极管无关,而仅与放大电路中的电阻阻值及环境温度有关,且与ICQ成正比。
因此,减小Rb1增大ICQ,是增大阻容耦合共射放大电路放大倍数最有效的办法。
ICQ<26β/(Ri-rbb’)=2.36mA,取ICQ=2mA。
Re=(VBQ-VBEQ)/ICQ=(4-1)/2kΩ=1.5kΩ,Re=1.5kΩ
Rb2=βVBQ/7.5I1=βVBQ/15=24kΩ
Rb1=Rb2(Vcc-VBQ)/VBQ=24(12-4)/4=48kΩ,取E24系列标称值,
Rb1=51kΩ
2、下限截止频率
由仿真分析得到下线截止频率约为159Hz,数值略大于设计要求。
要想降低下限截止频率,应增大耦合电容C1、Cb2和旁路电容Ce。
旁路电容Ce所在回路的等效电阻最小,影响最大,要想降低下限截止频率应增大Ce,故将Ce从100μF调整为220μF;将耦合电容C1、Cb2从10μF调整为22μF。
(2)问题解决:
由上面的计算更改的电路如图5.1.8所示
图5.1.8参数修改后的实验电路
用示波器观察电路放大的倍数为
Av=Vop/Vip=-997.869/18.446=-54.1
此时电路的电压增益明显提高了。
上限频率为89Hz
下限频率为3.3839MHz
通带宽度 BW=(3383.9-0.09)kHz=3383.81kHz
所以耦合电容和旁路电容,电路的下限截止频率降低了。
但由于工作点的改变,电路上限截止频率和通带宽度也降低了。