两级负反馈放大电路
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电子线路课程设计报告设计题目:两级负反馈放大电路
专业班级:09电子信息科学与技术
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指导教师:
完成日期:2012.06.28
题目:两级负反馈放大电路
一、设计任务与要求: 设计一个中低频两级负反馈放大电路。
1.全部使用分立元件; 2.电压放大倍数Au ≥50; 3.fH=100MHZ ,fL=50HZ; 二、方案设计与论证 1.设计原理:
负反馈放大电路原理框图
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 =
2.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Q 2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。
,
3.4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。
三、单元电路设计与参数计算
1.第一级放大电路参数设定
图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 1-1 因此,12R R I I ≈,B 点电位为2
12
BQ CC R U V R R ≈
+ 1-2 式1-2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
E1
U 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-=
=
++ 1-3 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R 5=23Ω,选R 5为20Ω。 为了计算2R ,可先求1B I =
1
1
c 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 +-=
可求得R 1≈80Ω
2 第二级放大电路参数设定
确定第二级的电路参数。电路图如图2所示
图2第二级放大电路
为了稳定放大倍数,在电路中引入R 9,取R 9=1.0k Ω,由此可求出这级的电压放大倍数A u2
因为I E2=1mA,且280β=,所以
r be2=r bb +(1+β2)
T
E2
U I =300+(1+80)261 =2.308k
又由于第二级为共集放大电路,故A u2≈1
代入公式 ()()()()289
22289
1//1//o u i b e R R U A U r R R ββ+=
=
++ 2-1 由此可以解得R 8=3k Ω。 选取mA I V U C CE 1,32==,
则由 1627
122
CC B B B B B
C
B V I R I R
I I I I I β=++==
可解得6762,20R k R k ≈Ω≈Ω。
确定15C C 。由于有两级电容耦合,根据多级放大器下限截止频率的计算公式
f = 2-2
假设每级下限频率相同,则各级的下限频率应为
'L f =
又因为
50HZ
所以 ()
()()615'1
310 4.8216.116 4.8216.123.14L L
C F F f R μ-≈=⨯=
因此,选用10F μ电解电容。
四、总原理图及元器件清单
1.总原理图