多级放大电路设计及测试

第1篇一、实验目的1. 理解多级运算电路的工作原理及特点。

2. 掌握多级运算电路的设计方法。

3. 学习使用电子实验设备，如信号发生器、示波器、数字万用表等。

4. 培养实验操作能力和数据分析能力。

二、实验原理多级运算电路是由多个基本运算电路组成的，通过级联多个基本运算电路，可以实现对信号的放大、滤波、调制、解调等功能。

本实验主要涉及以下几种基本运算电路：1. 反相比例运算电路：该电路可以实现信号的放大或衰减，放大倍数由反馈电阻RF和输入电阻R1的比值决定。

2. 同相比例运算电路：该电路可以实现信号的放大，放大倍数由反馈电阻RF和输入电阻R1的比值决定。

3. 加法运算电路：该电路可以将多个信号相加，输出信号为各输入信号的代数和。

4. 减法运算电路：该电路可以实现信号的相减，输出信号为输入信号之差。

三、实验仪器与设备1. 信号发生器：用于产生实验所需的输入信号。

2. 示波器：用于观察实验过程中信号的变化。

3. 数字万用表：用于测量电路的电压、电流等参数。

4. 电阻、电容、二极管、运放等电子元器件。

5. 电路板、导线、焊接工具等。

四、实验内容与步骤1. 设计并搭建反相比例运算电路，测量并记录放大倍数、输入电阻等参数。

2. 设计并搭建同相比例运算电路，测量并记录放大倍数、输入电阻等参数。

3. 设计并搭建加法运算电路，测量并记录输出信号与输入信号的关系。

4. 设计并搭建减法运算电路，测量并记录输出信号与输入信号的关系。

5. 分析实验数据，验证实验结果是否符合理论计算。

五、实验结果与分析1. 反相比例运算电路实验结果：放大倍数为10，输入电阻为10kΩ。

分析：根据理论计算，放大倍数应为RF/R1，输入电阻应为RF+R1。

实验结果与理论计算基本一致。

2. 同相比例运算电路实验结果：放大倍数为10，输入电阻为10kΩ。

分析：根据理论计算，放大倍数应为RF/R1，输入电阻应为RF+R1。

实验结果与理论计算基本一致。

3.16多级放大电路的设计及测试一、 实验预习与思考设计任务和要求 (1) 基本要求：用给定的三极管2SC1815（NPN ），2SA1015（PNP ）设计多级放大器，已知12CC V V =+，12EE V V =-，要求设计差分放大器恒流源的射极电流31~1.5EQ I mA =，第二放大级射极电流42~3EQ I mA =；差分放大器的单端输入单端输出不失真电压增益至少大于10倍，主放大级的不失真电压增益不小于100倍；双端输入电阻大于10K Ω，输出电阻小于10Ω，并保证输入级和输出级的直流电位为零。

给出设计过程，画出设计的电路，并标明参数。

首先设计，第一级的差分放大电路．要使两端串联的电阻值一样．然后集电极的两个电阻的阻值也要差不多．最后为确保发射极上的电阻为无穷大，则需要利用长尾式差分电路，确定其发射极电阻来构成一个电流源．然后设计主放大部分，要使发射极和集电极上的电阻的差值足够大，以使其达到放大１００倍的要求，但还要确保阻值的合理性，以使三极管不会处于截止区或者饱和区．最后设计输出级电路．要选用尽可能小的电阻，以确保输出电阻可以足够的小，以达到要求．最后还要注意避免互补输出级出现交越失真的现象．参数：Ｒ１＝Ｒ２＝５ｋΩ，Ｒ５＝１０ｋΩ，Ｒ３＝８．８７ｋΩ，Ｒ６＝Ｒ７＝１０ｋΩ，Ｃ２＝１ｐＦ，Ｃ１＝４μＦ，Ｒ１２＝１Ω，Ｒ９＝１ｋΩ，Ｒ１０＝Ｒ１１＝１Ω．二、 实验目的(1) 理解多级直接耦合放大电路的工作原理和设计方法。

(2) 学习并熟悉设计高增益的多级直接耦合放大电路的方法。

(3) 掌握多级放大器的性能指标的测试方法。

(4) 掌握在放大电路中引入负反馈的方法。

三、 实验原理与测量方法直耦式多级放大器的主要设计任务是模仿运算放大器OP07的等效内部结构，简化部分电路，采用差分输入，共射放大，互补输出等结构形式，设计出电压增益足够高的多级放大器，可对小信号进行不失真地放大。

多级放大电路课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握多级放大电路的基本原理和分析方法，能够运用所学知识分析和解决实际问题。

具体目标如下：1.知识目标：•了解多级放大电路的组成和作用；•掌握放大电路的静态工作点和动态工作点调整方法；•熟悉多级放大电路的频率特性和失真现象；•掌握多级放大电路的测试和调试方法。

2.技能目标：•能够运用多级放大电路分析方法，分析和解决实际电路问题；•能够运用示波器、信号发生器等实验设备进行多级放大电路的测试和调试；•能够绘制多级放大电路的原理图和测试曲线。

3.情感态度价值观目标：•培养学生的科学思维和实验操作能力；•增强学生对电子技术的兴趣和自信心；•培养学生团队合作和交流分享的学习态度。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括多级放大电路的基本原理、分析方法、测试和调试方法。

具体内容包括：1.多级放大电路的组成和作用：介绍多级放大电路的基本组成部分，如输入级、输出级、中间级等，以及它们的作用和相互关系。

2.放大电路的静态工作点和动态工作点调整：讲解如何通过调整偏置电阻等元件的值，使得放大电路在合适的静态工作点工作，以及如何通过反馈网络调整动态工作点。

3.多级放大电路的频率特性和失真现象：分析多级放大电路的频率特性，如低频特性和高频特性，以及失真现象的产生原因和解决方法。

4.多级放大电路的测试和调试方法：介绍使用示波器、信号发生器等实验设备进行多级放大电路的测试和调试的方法，如测试放大倍数、频率响应等。

三、教学方法本节课采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。

具体方法包括：1.讲授法：通过讲解多级放大电路的基本原理和分析方法，使学生掌握相关知识。

2.讨论法：学生进行小组讨论，分享各自对多级放大电路的理解和疑问，促进学生之间的交流和合作。

3.案例分析法：通过分析实际电路案例，使学生能够将所学知识应用于实际问题中。

4.实验法：安排学生进行多级放大电路的实验操作，培养学生的实验操作能力和科学思维。

一、功能利用两个共发射极放大电路构成的两级阻容耦合放大电路实现对输入电压的放大功能。

二、性能指标电路的主要性能有电压放大倍数Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro、同频带BW三、电路图四、原理分析及理论计算㈠原理分析：将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端称为阻容耦合方式，上图所示为两级阻容耦合放大电路且两级均为共射放大电路。

由于电容对直流量的阻抗为无穷大，因而阻容耦合放大电路各级之间的直流通路各不相通，各级的静态工作点相互独立，在求解或实际调试Q点时可按单级处理，所以电路的分析与设计和调试简单易行。

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的传递到后级输入端，因此在分立件电路中阻容耦合方式得到非常广泛的应用。

由于前后两级电路静态工作点相互独立，接下来将对典型单级阻容耦合放大电路进行分析，对第一级：1、第一级是典型的阻容耦合共射级放大电路，它采用的是分压式电流负反馈偏置电路。

放大器的静态工作点Q主要由Rb1、Rb2、Re、Rc及电源电压所决定。

该电路利用电阻Rb1、Rb2的分压定基级电位Vbq，如果满足条件I1>>Ibq，当温度升高时，Ic q↑→Ve q↑→Vb e ↓→Ib q↓→Ic q↓,结果抑制了Ic q的变化，从而获得稳定的静态工作点。

2、基本关系式只有当I1>>Ibq时，才能保证Vbq恒定。

这是稳定点工作的必要条件，一般取I1=（5~10）Ib q（硅管），I1=（10~20）Ib q（锗管），负反馈越强，电路的稳定性越好。

所以要求Vbq>> Vb e，即Vbq=（5~10）Vb e，一般取Vbq=（5~10）V（硅管），Vbq=（5~10）V（锗管）电路的静态工作点由下列关系式确定R e≈(Vbq- Vb e)/ Ic q= Ve q/ Ic q，对于小信号放大器，一般Ic q=0.5mA到2mA，Veq=(0.2～0.5)VccRb2=Vbq/ I1==【Vbq/（5~10）Ic q】βRb1≈[（Vcc-Vbq）/Vbq]×Rb2Vceq≈Vcc- Ic q(Re+Rc)3、主要性能指标及测试方法①电压放大倍数Av=V o/Vi=-βRl’/rbe 式中Rl’=Rc//Rl ，rbe为晶体管内阻，即Rbe=rb+(1+β)26mV/{Ieq}. mA，测量放大倍数实际是测量放大器的输入电压与输出电压的值。

摘要单级放大电路的电压放大倍数一般可以达到几十倍，然而，在许多场合，这样的放大倍数是不够用的，常需要把若干个单管放大电路串接起来，组成多级放大器，把信号经过多次放大，从而得到所需的放大倍数。

在生产实践中，一些信号需经多级放大才能达到负载的要求。

可由若干个单级放大电路组成的多级放大器来承担这一工作。

在多级放大电路的前面几级，主要用作电压放大，大多采用阻容耦合方式; 在最后的功率输出级中，常采用变压器藕合方式’;在直流放大电路及线性集成电路中，·常采用直接接藕合方式。

摘要 (2)第一章放大电路基础 (3)1.1 放大的概念和放大电路的基本指标：1.2 三种类型的指标第二章基本放大电路 (7)2.1 BJT 的结构 (7)2. 2 BJT的放大原理 (8)第三章多级放大电路 (9)3.1 多级放大电路的耦合方式 (9)3.2 放大电路的静态工作点分析 (11)3.3 设计电路的工作原理 (12)3.4计算参数 .......................................................................................................... .. (13)总结......................................................................................................................... (14)参考文献 ................................................................................................................ (14)第一章放大电路基础放大的概念和放大电路的基本指标：“放大”这个词很普遍，在很多场合都会发现放大的现象的存在。

，多级放大电路的设计与测试一、实验目的1.理解多级直接耦合放大电路的工作原理与设计方法2.熟悉并熟悉设计高增益的多级直接耦合放大电路的方法3.掌握多级放大器性能指标的测试方法4.掌握在放大电路中引入负反馈的方法二、实验预习与思考，1.多级放大电路的耦合方式有哪些分别有什么特点2.采用直接偶尔方式，每级放大器的工作点会逐渐提高，最终导致电路无法正常工作，如何从电路结构上解决这个问题3.设计任务和要求（1）基本要求用给定的三极管2SC1815(NPN)，2SA1015(PNP)设计多级放大器，已知V CC=+12V, -V EE=-12V，要求设计差分放大器恒流源的射极电流I EQ3=1~，第二级放大射极电流I EQ4=2~3mA；差分放大器的单端输入单端输出不是真电压增益至少大于10倍，主放大器的不失真电压增益不小于100倍；双端输入电阻大于10kΩ，输出电阻小于10Ω，并保证输入级和输出级的直流点位为零。

设计并仿真实现。

三、实验原理直耦式多级放大电路的主要涉及任务是模仿运算放大器OP07的等效内部结构，简化部分电路，采用差分输入，共射放大，互补输出等结构形式，设计出一个电压增益足够高的多级放大器，可对小信号进行不失真的放大。

1.输入级【电路的输入级是采用NPN型晶体管的恒流源式差动放大电路。

差动放大电路在直流放大中零点漂移很小，它常用作多级直流放大电路的前置级，用以放大微笑的直流信号或交流信号。

典型的差动放大电路采用的工作组态是双端输入，双端输出。

放大电路两边对称，两晶体管型号、特性一致，各对应电阻阻值相同，电路的共模抑制比很高，利于抗干扰。

该电路作为多级放大电路的输入级时，采用v i1单端输入，u o1的单端输出的工作组态。

计算静态工作点：差动放大电路的双端是对称的，此处令T 1，T 2的相关射级、集电极电流参数为I EQ1=I EQ2=I EQ ，I CQ1=I CQ2=I CQ 。

设U B1=U B2≈0V ，则U e ≈-U on ，算出T 3的I CQ3，即为2倍的I EQ 也等于2倍的I CQ 。

orcad多级放大电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解多级放大电路的基本原理，掌握其组成部分及功能。

2. 学会使用Orcad软件绘制多级放大电路原理图，并进行电路仿真。

3. 掌握多级放大电路的主要性能指标，如增益、频率响应、输入输出阻抗等。

技能目标：1. 能够运用所学知识，设计符合要求的多级放大电路。

2. 熟练使用Orcad软件进行电路设计与仿真，分析电路性能。

3. 提高电路故障诊断与问题解决能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子电路设计的兴趣，增强其学习动力。

2. 培养学生的团队协作意识，提高沟通与协作能力。

3. 引导学生认识到多级放大电路在实际应用中的重要性，激发其创新意识。

本课程针对电子专业高年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合。

课程旨在通过Orcad多级放大电路的设计与仿真，使学生在掌握基本理论知识的基础上，提高实际操作能力。

教学要求强调学生主体地位，鼓励学生积极参与，培养其独立思考和解决问题的能力。

通过本课程的学习，期望学生能够达到以上设定的具体学习成果，为后续专业课程学习和实际工作打下坚实基础。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 多级放大电路原理- 理解多级放大电路的基本概念、工作原理和分类。

- 掌握多级放大电路的级联方式、耦合方式及其对电路性能的影响。

- 学习多级放大电路的性能指标，如增益、带宽、线性范围等。

参考教材章节：第三章第二节“多级放大电路”2. Orcad软件操作与电路设计- 学习Orcad软件的基本操作，如新建项目、绘制原理图、设置仿真参数等。

- 掌握使用Orcad软件进行多级放大电路原理图绘制和仿真分析。

- 熟悉常见元件库的使用，学会添加、修改和删除电路元件。

参考教材章节：第四章“电子电路CAD”3. 多级放大电路设计与仿真- 学习根据需求设计多级放大电路，并进行性能分析。

- 掌握利用Orcad软件对多级放大电路进行仿真，验证设计方案的正确性。

两级放大电路的设计测试与调试一、实验原理：1、多级放大器的指标的计算：一个三级放大器的通用模型如图所示有模型图可以得到多级放大器的计算特点：Ri=Ri多级放大器的输入电阻等于第一级放大器的输入电阻；Ro=Ro末，多级放大器的输出电阻等于末级放大器的输出电阻；Ri后=Rl前，后级放大器的输入电阻是前级放大器的负载；Ro前=Rs后，V oo前=Vs后，前级放大器的输出电路是后级放大器的信号源；Av=Av1*Av2*Av3，总的电压增益等于各级电压增益相乘。

2、实验电路：（多级放大电路的输出电阻的测试由于multisim没有晶体管毫伏表而改用万用表其中万用表（①）用来测试各个待求脚的电位，万用表（②）用来测试输出电压）二、测试方法：本实验与前面单管放大器的设计输入输出电阻与放大增益的测试是一样的三、实验内容：1测试静态工作点领Vcc=+12V，调节Rw 使放大器的第一级工作点Ve1=1.6V，用数字万用表测量各管脚电压并记录于下表Vb1 Vc1 Ve1 Vb2 Vc2 Ve22.183 8.589 1.573.175 7.773 2.547表（1）静态工作点的测试（单位：伏特）2，放大倍数的测量调整函数发生器，是放大器Ui=5mv，f=1kHz的正弦信号，测量输出电压Uo，计算电压增益填于下表3，输入电阻和输出电阻的测量运用两侧电压法测量量级放大器的输入电阻和输出电阻，测试输入电阻时，在输入口接入取样电阻R=1kΩ。

数据分别填入下表表（2）输入、输出电阻的测量4，测量量级放大器的频率特性，并会出频率特性曲线。

用点频测试法测量两级放大器的频率特性，并求出放大器的带宽△f=f H-f L。

记录相关数据，填于下表，并要求在对数坐标席上绘出放大器的幅频特性曲线。

表（3）幅频特性的测试、图（2.1）输入电阻的测量(万用表测得的是峰峰值电压的有效值实际为7.057/2mv)图（2.b）输入电阻的测量（有效值为6.13/2）由上面两图可得Ri=6620Ω。