经典模拟、数字电路设计

实验一 单级阻容耦合放大器设计

一、设计任务书

1．已知条件

电源电压V cc =+12V,信号源U s =10mV,内阻R s =600Ω,负载R L =2k Ω。 2．主要技术指标

输入电阻R i >2k Ω,频率响应20Hz ～500kHz,输出电压U o ≥0.3V,输出电阻R O <5k Ω,电路工作稳定。

3．实验用仪器

双踪示波器一台，信号发生器一台，直流稳压电源一台，万用表一台。 二、电路设计 1．电路形式讨论

由于电压增益A V =U O /U S =30,采用一级放大电路即可，要求电路工作稳定，采用分压式电流负反馈偏置电路，输入电阻比较大和频率响应比较宽，引入一定的串联负反馈，电路如图。

2．具体电路设计

（1）静态工作点选择

I CQ =2mA,V BQ =3V （选择硅管） （2）晶体管的选择

78)

(2

=+=L

s i V R R R A β取100,

U CEO >V CC =12V,I CM >2I CQ =4mA, P CM >I CQ V CC =24mW, f T >1.5βf H =75MHz

选择9014:U CEO >20V,I CM >100mA, P CM >300mW,f T >80MHz,Cb'c<2.5pF （3）元件参数的计算

R E =(V BQ -0.7)/I CQ ≈1.2k Ω I BQ =I CQ /β=20μA 则

Ω==

k I V R BQ

BQ B 15102，R B2=15k Ω

Ω=-=

k I V V R BQ

BQ CC B 45101，取标称值47k Ω

Ω≈++=k mA I mV

r EQ be 6.1)

(26)

1(300β,

取R F =10Ω.则Ω=++=k R r R F be i 16.2)1('β

Ω==k R R R R i B B i 12.2////'21，取A V =40,

由''

i L s i i V R R R R R A β⨯+=，得Ω=k R L

34.1'

Ω≈-=k R R R R R L

L L

L c 06.4'

'，取3.9k Ω. F f R R C L

s i B μπ3.29)(210

=+=

,取33μF.

F f R R C L

L c c μπ5.13)(210

=+=

，取C C =C B =33μF.

F f R R r R R R C L

E F be

B B s E μβ

π260]//)1//////[(21

21=++=

，取330μF.

（3）核算

V R R R V V B B B CC BQ 9.22

12

=+=

,V EQ =V BQ -0.7=2.2V.

mA R R V I F

E EQ CQ 82.1=+=

,V CQ =V CC -I CQ R C =4.90V,V CEQ =V CQ -V EQ =2.7V.

Ω≈++=k mA I mV

r EQ be 74.1)

(26)

1(300β,Ω=++=k R r R F be i 75.2)1('β。

Ω==k R R R R i

B B i 21.2////'21,R O =R

C =3.9k Ω，15.37''

=⨯+=

i

L

s i i V R R R R R A β Hz C R R f B

s i LB 7.1)(210

=+=

π

Hz C R R f C

L c LC 82.0)(210

=+=

π

Hz C R R f E

E F be

B B s LE 1.15]//)1[(21

21=++=

β

π

Hz f f f f LE LC LB L 22.15222=++=

g m =I EQ mA/26mV=70mS,pF f g C T

m e b 33.1392'==

π,pF C R g C C c b L m e b 19.373)1(''

'=++=∑

kHz C

r R R R f be B B S H 790)////(210

21=∑

+=

π 三、电路安装与调试

1、安装好电路并检查无误后，接通电源（测电源两端电阻）。

2、调试工作点基本与设计值相符（测V CEQ ）。

3、测量技术指标并调试使之满足要求。 四、电路参数的测量及记录

1、记录调试后的元件参数

2、测量工作点及技术指标 五、误差分析

=⨯∆=%100V V AV A A γ ； =⨯∆=%100i i R R R

i γ =⨯∆=

%100O O R R R O

γ ； =⨯∆=%100H

H f f f

H γ 产生误差的原因

1、测量仪器不准及测量人员的读数误差。

2、元件参数的示值误差。

3、工程近似计算引入的理论误差。

实验二 音频前置放大器的放大电路设计

一、设计任务书

设计一个卡拉OK 混音电路，将话筒语音信号与放音机的音乐混合。 要求：

1、单电源工作方式。

2、话筒：输出信号最大幅度为U S!=5mV ，内阻R S!=20Ω，信号带宽为50Hz ——10kHz 。

3、放音机：输出信号最大幅度为U S2=100mV ，内阻R S2=600Ω，信号带宽为20Hz ——20kHz 。

4、混音输出：输出最大电压幅度为U om =3V ，负载为R L =4.7k Ω，信号带宽为20Hz ——20kHz 。 二、设计方案