放大电路设计
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运算放大电路,如何设计,差分放大电路
运算放大电路设计:
1. 确定运放的类型和供电电压:根据实际需要选择不同的运放类型,确定供电电压的范围。
2. 确定电路的放大倍数:根据输入信号和输出信号的幅值比较确定放大倍数。
3. 选择外围元件:根据运放的要求,选择尽可能符合条件的电容、电阻等元件。
4. 根据电路要求设计布局:合理布置电路元件,避免串扰和杂音。
差分放大电路设计:
1. 确定输入信号类型和幅值范围:根据实际需要确定差分放大电路输入信号的种类和幅值范围。
2. 确定放大倍数:根据输入信号和输出信号的幅值比较,确定差分放大电路的放大倍数。
3. 选择运放和外围元件:根据放大倍数和功耗等要求,选择适合的运放和外围元件。
4. 设计布局:根据电路稳定性和电磁兼容性要求,设计合理的元件布局和接线方式。
放大电路设计与分析实验报告实验目的:1. 熟悉放大电路的设计和分析方法。
2. 掌握放大电路的参数计算和实验测量方法。
3. 理解各种放大电路的特点和应用场合。
实验原理:放大电路是电子电路的重要组成部分。
它可以将小信号放大到较大幅度,从而实现信号增强、波形整形、滤波等功能。
放大电路一般由一个放大器和其它元器件组成。
放大器的基本功能是将输入信号放大到一定程度,同时不改变其波形和频率。
按照输出信号的特点,放大电路可以分为音频放大电路、射频放大电路、功率放大电路等。
在放大电路中,放大器是核心部件。
一般来说,放大器的增益和频率响应是其最重要的特性。
增益是指输出电压和输入电压之比,通常用分贝(dB)表示。
频率响应是指输出信号的幅度和频率之间的关系。
在一定频率范围内,放大器的增益和频率响应应该保持稳定。
在放大电路设计中,需要注意以下几个方面:1. 输入阻抗和输出阻抗的匹配。
2. 偏置电路的设计,确保放大器的工作状态稳定。
3. 常用的放大电路拓扑结构,如共射放大电路、共基放大电路、共集放大电路等。
实验仪器:1. 双踪示波器。
2. 函数信号发生器。
3. 直流稳压电源。
4. 万用表。
5. 电阻箱、电容箱。
实验步骤:1. 搭建共射放大电路。
将三极管(NPN型)作为放大器核心部件,外加偏置电路和输入、输出电容等元器件。
其中,偏置电路应该满足三极管工作状态的要求,即基极电压为正,发射级和集电级处于正向偏置状态。
输入电容应该滤除输入信号中的直流分量,输出电容应该防止信号向下级传播时对下级线路产生影响。
将电路连接到直流稳压电源、函数信号发生器和示波器上,调整函数信号发生器的幅度和频率,记录电路的输入信号与输出信号的波形和幅度,计算电路的增益和频率响应曲线。
2. 搭建共基放大电路。
将三极管(PNP型)的基极接到地电平上,集电级接到负电源电平,发射级接到输入电源,外加输出电容和输入电容等元器件。
其中,输出电容应该防止信号向下级传播时对下级线路产生影响,输入电容应该滤除输入信号中的直流分量。
设计一个三极管基本放大电路,特别是共发射极放大电路,通常涉及以下步骤:1. 分析设计要求:- 确定所需的电压增益(Av)或电流增益(hfe)。
- 根据应用需求确定最大输出电压和输出功率,这有助于选择合适的电源电压和三极管类型。
- 考虑频率响应范围,确保所选三极管能满足特定频段的放大需求。
2. 选择三极管:- 根据所需电流、电压及功率参数,选择具有足够放大能力和适当频率特性的三极管,例如NPN或PNP 型硅或锗材料器件。
3. 确定电源电压:- 设计电源电压应大于最大输出电压,并且考虑到三极管的静态工作点(Q点),Vcc通常会设定为使得Vce(集电极-发射极电压)约为电源电压的1/2至2/3之间,以确保有足够的动态范围。
4. 设置静态工作点(Q点):- 确定发射极电流(Ie),它应当足够大以提供适当的线性工作区域,但又不能太大以免导致功耗过高或饱和失真。
- 根据Ie计算或选择合适的发射极电阻Re,同时也要计算基极偏置电阻Rb和Rb串联分压电阻R2(如果采用固定偏置方式)。
5. 计算偏置电阻:- 根据所需的基极电流Ib(通常是Ie的一定比例),通过Ib和电源电压计算基极偏置电阻R1和R2的值。
- 确保三极管处于放大区,即Ib、Ic满足Ib = (β+1) Ic / β的关系,其中β是三极管的直流电流放大系数。
6. 设计耦合电容:- 确定输入耦合电容C1和输出耦合电容C2的值,它们用来隔直通交,允许交流信号通过而不影响直流偏置条件。
7. 调试和优化:- 完成电路搭建后,需实际测量并调整偏置点,确保电路工作在预期状态,无饱和或截止现象。
- 测试频率响应、增益、输出波形以及稳定性,如有必要,进一步调整元件参数以改善性能。
以上是一般的步骤概述,在实际设计过程中,可能还需要结合三极管的特性曲线、温度稳定性和噪声等因素综合考虑。
设计时通常还会利用模拟电路设计软件进行仿真验证,以提高设计效率和准确性。
放大电路多级设计I. 引言放大电路是电子设备中常见的一种电路结构,用于将信号放大以增强其幅度或功率。
在某些应用中,单级放大电路可能无法满足要求,因此需要通过多级放大电路进行设计。
本文将探讨放大电路多级设计的原理和方法,以及其在实际应用中的一些考虑因素。
II. 基本放大电路在开始讨论多级设计之前,我们先回顾一下基本的放大电路。
放大电路通常由放大器、输入电路和输出电路组成。
其中放大器负责将输入信号放大,输入电路负责对输入信号进行预处理,输出电路负责将放大后的信号传递给外部载荷。
III. 多级放大电路设计原理多级放大电路通过将多个放大器级联来实现更高的增益。
每个放大器级别都增加了总体放大电路的增益,并且可以实现更高的带宽。
多级放大电路的设计要考虑以下几个因素:1. 总增益要求:根据具体应用的需求,确定所需的总增益。
随着级数的增加,总增益也会相应增加。
2. 频率响应:多级放大电路的频率响应应该与应用场景的要求相匹配。
因此,在设计过程中要考虑各级放大器的带宽以及相位延迟等参数。
3. 稳定性:在级联放大器时,必须考虑反馈和补偿电路的设计,以确保整个放大电路的稳定性。
IV. 多级放大电路设计方法多级放大电路的设计可以通过以下步骤进行:1. 确定总增益要求:根据应用需求确定所需的总增益。
2. 选择放大器类型:选择适合应用需求的放大器类型,如共射放大器、共基放大器或共集放大器等。
3. 确定各级增益:根据总增益要求和放大器性能参数,计算每个级别的增益。
4. 考虑稳定性:设计反馈和补偿电路以确保整个放大电路的稳定性。
5. 考虑频率响应:根据应用的频率要求,选择适当的带宽和延迟参数。
V. 实际应用考虑因素在实际应用中,多级放大电路的设计还需要考虑以下几个因素:1. 电源供电:选择合适的电源供电电压和容量,以确保放大电路的正常工作。
2. 噪声:多级放大电路的设计要考虑电路内部和外部噪声的影响,并采取相应的措施进行抑制。
3. 温度稳定性:温度对电子元件性能有较大的影响,因此设计中需要考虑温度对放大电路的稳定性的影响,并采取相应的温度补偿措施。
怎样设计一个简单的放大器电路在电子学中,放大器是一种重要的电路组件,用于增强信号的电压、电流或功率。
设计一个简单的放大器电路可以帮助我们更好地理解放大器的原理和工作方式。
本文将向您介绍如何设计一个简单的放大器电路,以及该电路的基本工作原理。
一、放大器电路的基本原理放大器电路主要由三个基本组件构成:输入信号源、放大器电路和输出负载。
输入信号源提供要放大的信号,放大器电路对该信号进行放大处理,输出负载接收并利用放大后的信号。
放大器电路的基本原理是将输入信号转换为相应增强的输出信号。
在放大器电路中,常用的放大方式有电流放大、电压放大和功率放大。
根据应用的不同需求,我们可以选择不同类型的放大器电路。
二、常用的放大器电路1. 电压放大器电路电压放大器电路是最常见的一种放大器电路。
它主要通过增加输入电压的大小来放大信号。
一个简单的电压放大器电路可以使用晶体管进行设计。
其中,晶体管的基极连接到输入信号源,发射极连接到地线,而集电极则提供放大后的输出信号。
2. 运放放大器电路运放是一种专门用于放大电压信号的集成电路。
运放放大器电路由一个运放芯片和其他几个元件(如电阻和电容)组成。
运放放大器电路具有高增益、低失真度和宽带宽等优点,常被用于音频放大和信号处理等领域。
3. 差动放大器电路差动放大器电路是一种特殊的放大器电路,主要用于抑制共模噪声。
它由两个输入端和一个输出端组成。
两个输入端分别输入相同大小但相位相反的信号,通过差动放大器电路的处理,可以有效抑制噪声,实现信号的增强和滤波。
三、设计一个简单的放大器电路为了设计一个简单的放大器电路,我们可以选择使用晶体管和几个基本元件。
以下是一个简单的电压放大器电路设计示例。
材料:- NPN型晶体管(如2N2222)- 电阻(如5kΩ,1kΩ)- 电容(如1μF)- 输入信号源- 输出负载(如扬声器)步骤:1. 连接电阻和电容将输入信号源连接到电阻R1,然后将R1与电容C1相连。
如何设计一个简单的放大电路放大电路是电子技术中常见的电路之一,其功能是将输入信号放大到所需的幅度。
设计一个简单的放大电路可以通过以下几个步骤来实现。
1. 确定放大电路类型首先,确定所需的放大电路类型,例如直流放大电路或交流放大电路。
直流放大电路是指放大直流信号,交流放大电路是指放大交流信号。
根据应用需求确定放大电路类型会有助于后续的设计。
2. 选择放大电路的工作点放大电路的工作点是指电路中的偏置电压,确保输入信号在放大过程中不失真。
选择合适的工作点需要考虑输入信号的幅度范围、电源电压以及放大器的特性。
3. 选择放大器类型和放大器参数根据放大电路类型和工作点的选择,选择合适的放大器类型和相应的参数。
常见的放大器类型有共射放大器、共集放大器和共基放大器等。
根据具体应用需求,选择适当的放大器类型,并确定相应的放大器参数,如放大倍数、频率响应等。
4. 选择适当的耦合电路在放大电路设计中,耦合电路用于将输入信号和输出信号传递到放大器中。
根据放大电路的类型和放大器的工作原理,选择适当的耦合电路,如直耦合、交流耦合或变压器耦合等。
5. 添加负反馈电路负反馈电路可以用于提高放大电路的稳定性和线性度,减小输出信号的失真。
根据放大电路的要求,可以选择合适的负反馈电路,并进行相应的参数调整。
6. 确定电路元件数值根据放大电路的设计要求和所选的放大器类型,确定各个电路元件的数值。
包括电容、电感、电阻等元件的数值选择,以及其连接方式和布局。
7. 进行电路仿真和测试在设计完成后,进行电路仿真和测试,以验证电路设计的性能和功能是否符合要求。
通过仿真软件或实际电路测试来对电路进行调试和优化。
8. 最终设计布局和完善电路根据电路设计的需求,进行最终的设计布局,确保电路的连接正确、布局整洁。
同时,考虑加入适当的保护措施和滤波电路,以提高电路的稳定性和抗干扰能力。
以上是设计一个简单的放大电路的基本步骤。
在实际设计中,需根据具体情况进行调整和优化。
如何设计简单的放大器级联电路在现代电子设备中,放大器是一个非常重要的组件,用于放大电信号的强度。
放大器级联电路则是指将多个放大器连接在一起,以实现更大程度的信号放大。
本文将介绍如何设计简单的放大器级联电路,帮助读者了解其原理和实施方法。
一、放大器级联电路的基本原理放大器级联电路是通过将多个放大器连接在一起,将输入信号从一个放大器传递到另一个放大器,以增加信号的整体增益。
每个放大器的输出信号成为下一个放大器的输入信号,通过增加放大器的数量,可以逐渐增加信号的强度。
二、设计简单的放大器级联电路的步骤1. 确定级联放大器的数量:根据需要的总增益和每个放大器的增益,确定需要级联的放大器数量。
例如,如果需要总增益为1000倍,而每个放大器的增益为10倍,那么最好选择100个放大器级联。
2. 选择适当的放大器类型:根据应用需求选择适当的放大器类型。
常见的放大器类型包括普通功率放大器、运算放大器等,根据信号的性质和功率要求进行选择。
3. 确定电路连接方式:确定放大器之间的连接方式。
常见的连接方式包括串联连接和并联连接。
串联连接时,输出信号作为下一个放大器的输入信号,而并联连接时,输入信号同时作用于所有放大器。
4. 计算电路参数:根据放大器的增益和电路连接方式,计算电路参数。
确定每个放大器的增益,以及输入和输出阻抗,确保电路的匹配和稳定性。
5. 进行电路布局和布线:将各个放大器进行布局和布线,确保电路的紧凑和安全。
6. 进行仿真和测试:使用电路仿真软件或实际测试仪器对设计的电路进行仿真和测试。
根据测试结果对电路进行优化和调整。
7. 进行调试和优化:根据测试结果对电路进行调试和优化,解决出现的问题和提高电路性能。
三、放大器级联电路设计的注意事项1. 确保电路的功率和电流匹配,避免出现能量和信号的丢失。
2. 考虑电路的稳定性和抗干扰能力,避免出现噪声和干扰问题。
3. 注意电路的散热问题,避免过热导致电路性能下降或损坏。
如何设计简单的放大器电路在设计放大器电路之前,我们首先需要了解什么是放大器电路。
放大器电路是一种电子电路,它可以增加信号的幅度,使得弱信号变得更强。
在日常生活中,我们可以发现很多设备都使用了放大器电路,比如音频放大器、视频放大器等。
接下来,我们将重点介绍如何设计一个简单的放大器电路。
一、确定应用需求在设计放大器电路之前,我们首先需要确定应用的需求。
比如,我们需要了解要放大的信号类型(是音频信号还是视频信号)、信号的频率范围、所需的增益等。
这些信息将有助于我们选择合适的放大器电路设计方案。
二、选择放大器类型根据不同的应用需求,我们可以选择不同类型的放大器。
常见的放大器类型包括晶体管放大器、运算放大器、功放等。
在设计简单的放大器电路时,我们可以选择使用晶体管放大器。
三、确定放大器电路拓扑在设计放大器电路时,我们需要选择合适的电路拓扑。
常见的放大器电路拓扑包括共射极、共集极、共基等。
根据应用需求和性能指标,我们可以选择最适合的电路拓扑。
四、计算放大器参数在设计放大器电路时,我们需要计算和确定一些重要的参数,如电压增益、电流增益、频率响应等。
这些参数的选择将直接影响放大器电路的性能。
五、设计放大器电路图在经过以上的准备工作后,我们可以开始设计放大器电路图。
根据所选择的放大器类型和电路拓扑,将各个元件(如电阻、电容、晶体管等)按照一定的连接方式组合起来,形成放大器电路图。
六、进行电路仿真在设计完放大器电路图后,我们可以利用电路仿真软件进行仿真验证。
通过输入不同频率和幅度的信号,观察输出信号的波形和增益是否符合设计要求。
若有不合理之处,我们可以进行调整和优化。
七、制作和测试电路在电路仿真验证通过后,我们可以根据电路图进行电路的制作和组装。
使用适当的元件进行焊接,制作出实际的电路板。
之后,我们可以通过仪器和设备进行测试和调试,检查电路是否正常工作。
八、性能评估和优化在测试完电路后,我们可以进行性能评估,对电路进行全面的测试和分析。
放大电路设计与分析实验报告放大电路设计与分析实验报告l 实验目的实验目的1、学会设计简单的放大电路、学会设计简单的放大电路2、简单完成静态、动态理论分析(不必完成定量计算)、简单完成静态、动态理论分析(不必完成定量计算)3、学会利用Mul sim 对电路进行仿真,并进行分析对电路进行仿真,并进行分析l 实验内容实验内容1. 任意设计两款放大电路;任意设计两款放大电路;2. 分别简单完成静态、动态理论分析(不必完成定量计算);3. 利用Mul sim 对电路进行仿真,获得静态工作点、增益、输入输出电阻;对电路进行仿真,获得静态工作点、增益、输入输出电阻;4. 对比分析理论分析与仿真结果;对比分析理论分析与仿真结果;5. 仿真分析电路频率响应;仿真分析电路频率响应;l 实验步骤实验步骤放大电路一放大电路一 放大电路二放大电路二(1)静态理论分析)静态理论分析C C CE Bc bB R I Vcc U I I R Vcc I ´-=»»b /(2)动态理论分析)动态理论分析)(/)(26)1('mA I mV r r EQ bb be b ++»be L be b L c i r R r I R I U A /)/(/U ''ou b -=-== i i I UR/i =I U /R o= (3)仿真结果)仿真结果放大电路一放大电路一输出波形1此仿真结果显示电压增益倍数为0.67,在误差允许范围内,可以近似认为与理论结果相一致。
结果相一致。
静态分析1动态分析1此电路输入负载0.7k W ,输出负载4k W放大电路二放大电路二输出波形2该波显示电路电压增益为0.14,通过理论分析得到的增益为0.17,可近似认为,理论值与实际值想符合。
理论值与实际值想符合。
静态分析2动态分析2此电路输入电阻为7.65k W,输出电阻为3.3k W。
信息与电气工程学院通信工程CDIO一级项目设计说明书(2013/2014学年第一学期)2013年12月15日共射放大电路1设计要求:电压增益:大于80倍(带载)输出电压有效值>=2.5V频率范围:20Hz-100kHz输入阻抗:1kΩ负载:6kΩ输入信号频率:1kHz2设计原理:共射放大电路既能放大电流又能放大电压,常作为低频放大电路的单元电路,通过R1R2来调节静态工作点和提供偏置,利用R e的直流负反馈作用,来稳定静态工作点,利用晶体管的电流放大作用,通过R C转换成电压的变化,从而实现电压的放大输出。
设计原理图如图1.1所示。
图1.1 阻容耦合共射放大电路原理图3设计过程:3.1电源的选择:最少5+(1V~2V)=6V~7V 考虑到输出电压较大,所以V CC我们选取18V。
3.2信号源的选择:设计要求为输出电压为不小于 2.5V,放大倍数不小于80倍,因此信号源参数的选择为50mV,共射放大电路常作为低频电压放大电路的单元电路,故在此选取频率为1khz3.3晶体管的选择:考虑晶体管的耐压值:要求U beU ce两端电压大于18V,、当电路发生短路时不至于把三极管烧坏。
根据经验选取通过R c的电流为3mA,管耗:P c=U CE I C=0.014W,在为满足要求下我们选取2N2221型三极管。
晶体管基本参数如表1.1所示表1.1 2N2221三极管参数3.4元器件及参数的选择:①Rc与Re的选择Re两段电压为0.2Vcc=3.6V Re=0.2Vcc/3mA≈1.2kΩ取电压增益为80,有公式Au=β(R C//R L)/r be+(1+β)Re=80 解得Rc≈3kΩ②R1与R2的选取由公式I b=I c÷β=37mA,当I1>=5I b,此时I1≈I2设I1≈I2=0.3mAU BQ=U BE+I C R e=4.5VU BQ=[R2/(R1+R2)]V CC=4.5V联立上式得出R1:R2≈3:1我们选取R1=50kΩR2=20 kΩ③静态工作点的设置当U CQ≈0.5V CC时,电路处于最佳状态,在设计电路时尽量使U CQ约等于9V,同时也利用R e的直流负反馈作用稳定静态工作点。
④电容的选择⁄ R为输入阻抗,当信号源的频率较低时,不但截止频率:f c=12piRC放大倍数的数值会变小,而且还将产生超前或滞后的相移。
C1的选取为47uf,此时信号源的频率远远大于截止频率,不会影响放大倍数和产生相移。
我们得出共射放大电路设计图如图1.2所示图1.2 共射放大电路设计图4调试与测试①静态工作点的测量:静态工作点不但决定电路是否会失真,还影响着电压放大倍数,输入阻抗等动态参数,所以静态工作点Q点的稳定相当重要。
静态工作点如图1.3所示U BQ=[R2/(R1+R2)]V CC=5.14VI BQ=I CQ/β=43uAU CEQ=V CC−I CQ R C - R e I e=5.4V图1.3静态工作点的测量U CQ≈0.5V CC故电路基本上处于最佳稳定状态②输入输出波形:测试波形如图1.4所示,图1.4输入输出测试波形图如图得出输入输出波形不失真,达到了放大电路的最基本要求之一③放大倍数测量:输入输出电压如图1.5所示图1.5 输入输出电压测量图输出电压符合不小于2.5V,电压放大倍数为86倍,④输入输出阻抗:输入电压与输入电流如图1.6所示图1.6输入阻抗R i≈R1/R2/(r be+(1+β)R e1≈1.2k与测量值基本相等输出阻抗R0=R c=3k5总结反思:这个阻容式耦合共射放大电路,是我们设计时间最长的一个电路,老师给的要求多了一些,这便使我们在设计过程中需要考虑多方面的因素,往往一个小参数的变动就会很大程度的影响结果,主要有放大倍数,截止失真,饱和失真,三方面的因素,在小组的共同努力下,一一克服了问题,因此在设计的过程中我们更加理解了电路的基本原理,了解了每一个元器件在电路中所起的作用。
这个电路设计是我们一致同意的设计方案,可能存在瑕疵,希望老师多多指正。
射极跟随器1设计要求:最大输出电压:5V最大输出电流:2.5mA负载:1kΩ频率特性:任意输出输入阻抗:任意2设计原理:根据共集放大电路的原理特性,输入阻抗大,输出阻抗小,电压放大倍数接近于1,即该电路输出输入信号大致相同,输出信号随输入信号的变化而变化,具有“跟随”的作用。
设计原理图如图2.1所示图2.1 射极跟随器原理图3设计过程:3.1电源的选择:Vcc>5V就够了,在这我们选取Vcc=15V。
3.2信号源的选择:因为共集放大电路多用于多级放大电路的输入级和输出级,故信号源的电压需足够大,在满足要求的前提下,选取1V,1khz为信号源的参数。
3.3三极管的选择:考虑耐压U CEO>15,U BEO>15,当电路短路时不会烧坏三极管。
设I c=10mA,三极管功耗P C=U ce×I c=75mW,选择的2N2221三极管符合上述要求。
2N2221型三极管参数如表2.1所示型号Uceo U cbo I cm HFE BF2N2221 30 60 0.5 20-120 实测70表2.1 2N2221型三极管基本参数3.4元器件及参数的选择:①先确定R e当U CQ=0.5 Vcc时,放大电路处于最佳放大状态,由此可以求得R e=7.5V10mA⁄=750Ω②R b的选择由I b=I c/β=0.1mA,可得出R b=(Vcc-U Re-U beo)/ I b≈60kΩ,③电容的选择⁄R为输入阻抗,当信号源的频率较低时,截止频率:f c=12piRC不但放大倍数的数值会变小,而且还将产生超前或滞后的相移。
C1的选取为50uf,此时信号源的频率远远大于截止频率,不会影响放大倍数和产生相移。
射极跟随器设计图如2.2所示图2.2 射极跟随器设计图4调试与测试:①静态工作点的测量如图2.3所示图2.3U CEQ=V CC-I EQ R e=15-10mA×750=7.5V 与测量值在误差范围内基本相等②输入输出波形如图2.4所示图2.4 射极跟随器输入输出波形③放大倍数的测量:输入输出电压如图2.5所示图2.5 输入输出电压测试图电压放大倍数约等于1,符合射极跟随器的基本要求。
输入输出电流如图2.6所示图2.6 输入输出电流图电流的放大倍数为21.35倍,实现了电流的放大。
④输入输出电阻测量输入电压输入电流如图2.7所示图2.7 输入电压输入电流测试图故求得输入阻抗为21.5k,符合共集放大电路输入阻抗较大的原则。
5总结反思:在设计过程总是会遇到饱和失真和截止失真的问题,和电子元器件参数选择的问题,模拟电子技术理论参数与实际设计过程中有很大的误差,这也使我们在设计电路中遇到很大的麻烦,不过,为了让我们的设计更加完善,更加符合设计标准,我们也多次查阅指导书和翻阅课本,学习到了一些课堂上不是很清楚的问题,因此我们的收获很大。
整个设计我们小组基本还满意,不过我们的能力有限,难免会出现错误,还望老师指正,由此我们更能了解自己的不足,以便课后加以弥补。
差分放大线路1设计要求:电压增益:尽可能大;最大输出电压:1V;频率特性:任意;输入阻抗:10K;输出阻抗:任意。
2设计原理:根据差分放大电路的原理特性,电路结构对称,在理想的情况下,两管的特性及对应电阻元件的参数值相等,对两管所产生的的同向漂移都有抑制作用,两管集电极电位呈等量同向变化,所以输出电压为零,即对共模信号有很强的抑制作用。
差模信号大小相等,极性相反,两管集电极电位一减一增,呈等量异相变化,对差模信号有很强的放大作用。
设计原理图如图3.1所示图3.1差分放大电路设计原理图3设计过程:3.1恒流源的选择:V CC=12V V EE=-6V,双电源作用,使信号变化幅度加大。
3.2 信号源的选择:20mV 1khz。
3.3 三极管的选择:考虑耐压U CEO>12,U BEO>12,当电路短路时不会烧坏三极管。
设I c=1mA,三极管功耗P C=U ce×I c=4.28mW,选择的2N2218三极管符合上述要求。
且为保证元件理想对称性,所以三极管的选择相同。
晶体管参数如图3.1所示图3.2 2N2218型三极管参数3.4元器件及参数的选择:先确定R eR E 对共模信号有抑制作用,) RE对差模信号相当于短路由回路方程I BQ R b+U BEQ+2I EQ R e=V EE通常情况下R b的阻值很小(很多情况下为信号源的内阻)而且I BQ也很小。
所以R b上的电压可以忽略不计,故可求得R e≈2.5k,R b1R b2的确定由于R b和r be决定输入阻抗,为满足输入阻抗为10k,故此处选择R b1=R b2=3kR C1R C2确定为保证静态工作点U CQ≈0.5V CC,+ V EE,且为保证放大倍数,故此选取R C1=R C2=8k差分放大电路设计图如3.3所示图3.3 差分放大电路设计图4调试与测试①静态工作点的测量如图3.4所示图3.4U CEQ=U CQ-U EQ=3VU CQ=V CC-I CQ R C=12-1.048*8≈3.616V②输入输出波形如图3.5所示图3.5差分放大电路输入输出波形③放大倍数的测量:如图3.6所示图3.6输入与输出电压的测量在不失真的情况下基本实现了放大倍数约为26倍④输入输出电阻测量如图3.7所示求得R i=2×14.142mV/2.934uA=9.64k≈10k图3.7 输入电压与输入电流的测量5结论和展望:通过Multisim软件对差分放大电路的分析与仿真得出以下结论:5.1差分放大电路能够有效地抑制直接耦合放大电路中的零点漂移现象;5.2差分放大电路能够有效地抑制共模输入信号;5.3差分放大电路能够放大差模信号参考文献:模拟电子技术基础(第四版)童诗白华成英著高等教育出版社电子线路线性部分(第五版)冯军谢嘉奎著高等教育出版社从零开始学习模拟电子技术李建清著国防工业出版社。