两级负反馈放大电路要点
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2012~ 2013 学年第二学期
《模拟电子技术基础》课程设计报告
题目:两级负反馈放大电路
专业:电子信息工程
班级: 11信息(1)班
组成员:陶轮魏伟姚姚葛自立
余俊明徐龙张超龙钱叶辉指导教师:吴慧
电气工程学院
2013年6月5 日
任务书
两极负反馈放大电路
摘要
负反馈是一种以电路来改善电路的重要方法之一,它能有效的改善放大器的性能,负反馈理论和负反馈技术在电子电路中得到了极其广泛的应用。所以对负反馈放大电路研究方法的探究就显得特别重要且具有一定的实际意义。
本设计原理是利用具有放大特性的元件,如三极管,三极管加上电流后输入端的微小变化引起输出端的较大变化,再通过负反馈网络求得净输入量的值,通过仿真观察出波形图。此次主要设计步骤有方案的设计与论证,反馈方式的选择,电路的设计与绘制,以及运用Multisim进行仿真测试设计电路的性能。而电路设计中所采用的三极管、电阻等元器件都是比较容易见到和使用到的,故为电路的操作、测试、分析等工作都带来方便。
关键字:负反馈;放大器;电阻
目录
第一章方案设计与论证 (1)
1.设计原理: (1)
第二章负反馈对放大器各项性能指标的影响 (2)
1.反馈方式的选择 (2)
2.电路的确定 (2)
3.放大管的选择 (2)
4.电容的选择 (2)
第三章单元电路设计与参数计算 (3)
1.第一级放大电路参数设定 (3)
2.第二级放大电路参数设定 (4)
3、总原理图 (5)
图3.3 (5)
第四章性能测试与分析 (6)
1.负反馈放大器放大倍数的测试: (6)
2.测放大电路的频率特性: (7)
第五章结论与心得 (9)
1.实验结论 (9)
2.心得体会 (9)
参考文献 (10)
附录 (11)
答辩记录及评分表 (12)
第一章 方案设计与论证
1.设计原理:
负反馈放大电路原理框图 1.1
图中X 表示电压或电流信号;箭头表示信号传输的方向;符号¤表示输入求和,
+、–表示输入信号 与反馈信号是相减关系(负反馈),即放大电路的净输
入信号为:
id i f X X X =-
基本放大电路的增益(开环增益)为:
/o id A X X =
反馈系数为:
/f o F X X =
负反馈放大电路的增益(闭环增益)为:
/f o i A X X =
第二章 负反馈对放大器各项性能指标的影响
负反馈的电路形式很多,但就基本形式来说,可以分为4种:即电流串联负反馈;电压串联负反馈 ;电流并联负反馈;电压并联负反馈。一个放大器,加入了负反馈环节后,虽然会牺牲一部分增益,但对放大器一系列性能指标产生很大影响和提高。因此,可以根据实际情况的需要,引入任一形式的负反馈,从而使放大器的性能符合实际情况的需要。 1. 反馈方式的选择
根据信号情况来选择反馈方式,当要求放大电路稳定电压输出时,就需要电压负反馈;当要求放大电路恒流输出时,就要采用电流负反馈。根据放大电路输出电阻来选择串联或并联方式,当要求放大电路具有高的输入电阻时,采用串联反馈;当要求放大电路具有低的输入电阻时,采用并联反馈。根据设计要知求此设计采用电压串联负反馈。
2. 电路的确定
1)输入级的放大管的静态工作点一般取I E ≤1mA ,U CE =(1~2)V ,不允许取较大的电流,所以输入级应具有较高的输入电阻,故采用共射放大电路。 2) 输出级负载电阻较大,而且主要是输出电压,故采用共集放大电路。其特点为从信号源索取的电流小而且带负载能力强。
3. 放大管的选择
由于Q2需要输出电流的最大值mA I I L LM 4.12==,为了不失真,要求LM E I I 23≥,因此它的射极电流mA I E 4.123⨯≥≈3mA ,由于要求通频带较宽50HZ~100mHZ,故选用2SC2786,其特性频率较高,导通截止特性良好。
4. 电容的选择
由于电容对直流量的容抗无穷大,所以信号源与第一级放大电路、第一级与第二级、第二级与负载之间用耦合电容连接没有直流量通过。旁路电容可产生一个交流分路,将混有高频电流和低频电流的交流电中的高频成分旁路掉,把输入信号中的高频噪声作为率处对象滤除高频杂波,故将第一级的射极并联一个旁路电容。
第三章 单元电路设计与参数计算
1.第一级放大电路参数设定
图3.1第一级放大电路
三极管工作在放大区时满足的条件为:BE U >on U 且CE BE U U ≥ 在电路的直流通路中,节点B 的电流方程为 1R I =2R I +BQ I
为了稳定静态工作点,通常是参数的选取满足
2R BQ I I 3-1
因此,12R R I I ≈,B 点电位为2
12
BQ CC R U V R R ≈
+ 3-2
式3-2表明基极电位几乎仅决定于21R R 与对CC V 的分压,而与环境温度无关。
为了提高输入电阻而又不致使放大电路倍数太低,应取I E1=1mA ,并选1β=80,则
be1r =bb'r +(1+1β)
T E1U I =300+(1+80)261
=2.256k Ω 利用同样的原则,可得
()()11119
//1c L o u i be R R U
A U r R ββ-==
++ 3-3 为了获得高输入电阻,且取A u1=50,取R 4=1.0k Ω,代入A u1=50,求出R 3=5.1K Ω。 为了计算R 5,EQ U =1V ,再利用I E1(R 5+R 4)=EQ U 得出R5=23Ω,选R 5为20Ω。
为了计算2R ,可先求1B I =11c I β≈0.5
80
=0.00625mA=6.25uA
由此可得 21
24EQ BQ
B U U R k I -==Ω
为了确定阻R 1,利用
)
(1111C C CC C R R I V U +-=