两级直接耦合放大电路的调试
RC耦合两级放大电路的设计
图形没有产生明显的失真,较好的达到了放大的目的。
4.傅里叶分析
进行傅里叶分析时,将被分析的节点选在输出端点5,将交流激励源的频率设置为基频,为4000Hz。从图中看出,RC耦合两级放大电路的失真为3.4366%,放大的效果较好。
图表6
5.参数扫描分析
图表7
此图主要考察了电阻R1(取值为140K、180K、220K、260K、300K)对输出波形的影响。
三、设计电路的理论计算
1.Q1的静态工作点参数
VB1= =3.077VRB1=R1//R2=33.84KΩ
IC1=βIB1=2.40mA
UCE1=VCC—IC1(R3+R5)=6.8V
2.Q2的静态工作点参数
VB2= RB2=R8//R4=17.14KΩ
IC2=βIB2=2.32mA
UCE2=VCC—IC2(R6+R7)=7.24V
RC耦合两级放大电路的设计
姓名:吕仓
学号:00924037
专业:自动化
年级:2009级
RC耦合两级放大电路的设计
一、设计目的
(1)学习两级放大电路的设计方法。
(2)熟悉放大电路的级间影响。
(3)学习放大电路的测试方法,熟悉使用Multisim进行仿真。
二、设计原理
1设计电路图
图表1
电路如图表1所示,各元件值如图标注。其中,R1=220KΩ,R2=40 KΩ,R3=4.5KΩ,R4=20KΩ,R5=1KΩ,R6=4.5KΩ,R7=1KΩ,R8=120 KΩ,R9=10KΩ,VCC=20V,C1= 100μF,C2=50μF,C3=50μF。设计的电路采用2N2222A三极管,其β1=β2=296.463,UBEQ=0.4。
两级阻容耦合放大电路设计与仿真
两级阻容耦合放大电路设计与仿真阻容耦合放大电路是一种经典的放大电路结构,常用于放大小信号。
其基本原理是利用电容器和电阻的耦合作用,实现信号的放大和增强。
在设计阻容耦合放大电路时,需要考虑电路的增益、频率响应、稳定性等方面的问题。
下面将以两级阻容耦合放大电路为例,进行设计和仿真。
1.电路结构设计首先,我们需要确定电路的结构图和参数。
两级阻容耦合放大电路由两个放大级组成,每个放大级包括一个晶体管和相应的偏置电路。
可以选择晶体管的类型,比如常用的BJT三极管或MOSFET场效应管。
偏置电路可以采用基准电源或稳流源等方式。
2.电路参数计算在确定电路结构之后,需要计算每个电路元件的参数。
比如晶体管的放大系数、偏置电流,电容器的容值等。
这些参数的选择和计算需要根据具体的应用需求来确定,可以参考相关的电路设计手册或者仿真软件。
3.电路仿真在进行实际的电路设计之前,可以使用电路仿真软件进行仿真。
通过仿真,可以验证电路的性能和参数的正确性,发现问题并进行调整。
常用的电路仿真软件有Cadence SPICE、LTSpice等。
4.电路布局与PCB设计在完成电路的仿真之后,可以进行电路的布局和PCB设计。
在布局过程中,需要考虑电路的相互干扰、阻抗匹配等问题,以确保电路的可靠性和稳定性。
PCB设计需要绘制电路的电路板图,安排元件的布局和连接方式,并进行元件的焊接和布线。
5.电路调试与性能测试完成PCB设计之后,可以进行电路的调试和性能测试。
通过调试,可以检查电路的工作状态和性能是否符合设计要求。
可以使用示波器、信号发生器等测试设备对电路进行测试,得到电路的增益、频率响应等参数。
通过上述步骤,可以完成两级阻容耦合放大电路的设计和测试。
可以根据实际的应用需求和设备要求进行参数选择和调整,以获得满足要求的电路性能和工作效果。
两级阻容耦合负反馈放大电路Multisim仿真分析
两级阻容耦合负反馈放大电路Multisim仿真分析一、实验目的:1.学习利用Multisim电子线路仿真软件构建自己的虚拟实验室。
2.学习多级共射极放大电路及其静态工作点、放大倍数的调节方法。
3.掌握多级放大电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻、频率特性的测量方法。
4.加深对负反馈放大电路放大特性的理解。
5.研究负反馈对放大电路各项性能指标的影响。
二、实验原理:反馈形式:电压串联负反馈三、实验内容:1.直流工作点分析择节点5、6、7、8、9、13作为输出节点,对开环和闭环电路仿真得到相同的输出结果2.负反馈对放大电路性能的影响主要有五个方面1.降低放大倍数2.提高放大倍数的稳定性3.改善波形失真4.展宽通频带5.对放大电路的输入电阻和输出电阻的影响2.1放大电路稳定性分析在电路输入端5、输出端10同时接入交流电压表,按B键选择有无引入负反馈,按A 键选择有无负载电阻R9接入。
表1 输出电压与电压放大倍数的测量结果U o、A u的测量J1U i (mV) U o (mV) A u= U o /U i无反馈(J2断开)断开97.207 2030 20.883 闭合105.452 1524 14.452负反馈(J2闭合)断开30.563 446.583 14.612闭合37.128 414.451 11.163从而稳定了电压放大倍数。
此外,基本放大电路在空载和负载状态下,得到的输出电压相差很大,而接入负反馈后,负载接入与否对输出电压影响很小。
2.2非线性失真分析按B键断开开关S2使电路处在开环状态,双击示波器观察输出波形。
如图所示,调节信号源电压的幅值(频率不变),使输出波形出现非线性失真,在输出端利用失真度测试仪测得其失真系数为18.484%。
开关S2闭合引入负反馈,可见输出波形幅度减小,失真度测试仪显示失真系数为0.158%,因此引入负反馈后非线性失真得到明显改善。
(a)开环输出电压非线性失真 (b)电压串联负反馈失真减小2.3 幅频特性分析打开S2开关,选择simulate→analyses→AC Analysis,在弹出的对话框的“Prequency Parameters”选项卡中将“开始频率”和“终止频率”分别设置为1Hz和1GHz,在“Output”选项卡中选择输出节点10进行仿真,得到无反馈的频率特性。
直接耦合两级放大电路的直流分析和交流分析
直接耦合两级放大电路的直流分析和交流分析多级放大电路在多级放大电路中,每级之间的(耦合)方式影响着整个多级放大电路的工作性能。
而在(元器件)高度集成化、小型化、轻型化的(半导体)(芯片)领域,更小更强是发展方向,比如华为的麒麟系列处理器,每一次更新换代都赋予我们的(手机)更健壮的活力。
直接耦合,这是这是集成元件中应用最多的耦合方式,它让信息的传输无缝衔接。
今天,我们就以一个简单的直接耦合多级放大电路简要说明其工作性能。
直接耦合两级放大电路如下图所示,该电路由两个基本共射极放大电路构成,其中Q1的集电极输出第一级(信号),直接被Q2的基极接收,放大后从Q2集电极输出:为了说明该电路的工作特点,我们同样对它进行直流分析和交流分析。
1.直流分析调节滑动变阻器,使其有合适的静态工作点,并进行直流工作点分析,得到数据如下:可见,Vb1≈2.73V(探针1)Vc1≈4.81V(探针2)Ve1≈2.08V(探针3)则(晶体管)Q1(发射极正偏、集电结反偏)工作于放大状态。
Vb2≈4.81V(探针4)Vc2≈9.37V(探针5)Ve2≈4.16V(探针6)则晶体管Q2(发射极正偏、集电结反偏)工作于放大状态。
2.交流分析(示波器)测得的直接耦合两级放大电路传输波形如上图,蓝色-通道A为输入波形(刻度:10mV/Div),绿色-通道B为级间波形(刻度:50mV/Div),红色-通道C为输出波形(刻度:200mV/Div)。
2.1 电压放大倍数第一级放大电路的电压放大倍数为:第二级放大电路的电压放大倍数为:两级放大电路的整体电压放大倍数为:近似满足:结论:多级放大电路的电压放大倍数为每级电路的电压放大倍数之积。
2.2 频率分析多级放大电路的幅频特性和相频特性如下图,红色曲线为第一级放大电路的频率特性,绿色曲线为多级放大电路的频率特性。
可见,直接耦合多级放大电路的放大能力较单级当达电路更强,但是其通频带略微变窄,即特定频率信号的通过能力更强。
两级阻容耦合放大电路
两级阻容耦合放大电路一、 实验目的(一) 学习两级阻容耦合放大电路静态工作点的调整方法。
(二) 学习两级阻容耦合放大电压放大倍数的测量方法。
(三)学习放大电路频率性的测量方法。
二、知识要点(一)多级放大器有三种耦合方式,即直接耦合、阻容耦合、变压器耦合。
本实验讨论阻容耦合。
(二)多级放大器的主要参数 1、电压放大倍数在多级放大器中,由于各级之间是串联起来的,后一级的输入电阻是前一级的负载,所以多级放大器的总电压放大倍数等于各级放大器倍数乘积,即vn v v v A •A =A A ••L L 21本实验讨论两极放大器。
注意:各级的放大倍数已考虑前后级的相互影响,两级阻容耦合放大器中1111-be 'L v r R β=A ×,2222-be 'L v r R β=A ×由于 212121'1i C i C i C L +r R r R =//r =R R ×,L C L C L C L +R R R R =//R =R R 222'2×222be2222r b be b b be i +R r R =//R =r r ×,22212221122B B B B B B b +R R R R =//R =R R ×通常由于 b be R r <<2及cT i R r <<2 ,所以有1111be be b i r //r =R r ≈,2222≈be be b i r //r =R r2221'1be i i C L r r //r =R R ≈≈所以,1'221221221-()-(be L be 'L be be v v v r R ββr R βr r βA =A A =•=•2、输入输出电阻两级放大器输入电阻就是第一级(输入级)的输入电阻,即1be111≈//R be b i i r r =R R >两级放大器输出电阻就是第二级(输出级)的输出电阻,即cn n =R =R R 00 即 2200c =R =R R3、频率响应特性放大器在低频或高频时,放大器的信号达不到预期的要求,而造成放大器低频或高频时的放大性能变差。
两级阻容耦合放大电路实验报告
两级阻容耦合放大电路实验报告两级阻容耦合放大电路实验报告引言:阻容耦合放大电路是一种常用的放大电路结构,广泛应用于各种电子设备中。
本实验旨在通过搭建两级阻容耦合放大电路并进行测量,研究其放大特性和频率响应。
实验步骤:1. 搭建电路:根据实验要求,搭建两级阻容耦合放大电路。
电路中包括两个放大器级别,其中第一个级别为共射放大器,第二个级别为共集放大器。
合理选择电阻和电容值,以满足放大要求。
2. 连接信号源:将信号源与电路输入端相连,确保信号源输出正常。
注意保持输入信号的幅度适中,避免过大或过小。
3. 测量电路参数:使用示波器测量电路的输入和输出信号波形,记录幅度和相位差。
同时,使用万用表测量电路中各个元器件的电压和电流值。
4. 测量频率响应:改变输入信号的频率,测量输出信号的幅度变化。
记录幅度变化的曲线,并分析其特性。
5. 分析结果:根据测量数据,计算电路的放大倍数、增益带宽积和输入输出阻抗等参数。
分析电路的性能和优缺点,并与理论值进行比较。
实验结果与分析:通过实验测量得到的数据,我们可以得出以下结论:1. 电路的放大倍数:根据输入和输出信号的幅度差异,计算得到电路的放大倍数。
比较两级放大器的放大倍数,可以发现第一级共射放大器具有较高的放大倍数,而第二级共集放大器则具有较低的放大倍数。
2. 增益带宽积:通过测量不同频率下的输出信号幅度,可以绘制出增益带宽积曲线。
增益带宽积是电路的重要性能指标,表示电路在不同频率下的放大能力。
实验结果显示,增益带宽积在一定范围内随着频率的增加而降低。
3. 输入输出阻抗:通过测量电路中各个元器件的电压和电流值,可以计算得到电路的输入输出阻抗。
输入阻抗表示电路对外部信号源的负载能力,输出阻抗表示电路对负载的驱动能力。
实验结果显示,两级阻容耦合放大电路具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗。
结论:通过本次实验,我们成功搭建了两级阻容耦合放大电路,并对其进行了详细的测量和分析。
实验结果表明,该电路具有较高的放大倍数、较低的输出阻抗和一定的增益带宽积。
两级阻容耦合放大及负反馈电路实验
两级阻容耦合放大及负反馈电路实验两级阻容耦合放大及电路试验_模拟试验与指导4.1.3 两级阻容耦合放大及负反馈电路试验1)试验目的(1)巩固学习放大器主要性能(工作点、放大倍数、输入输出)的测量办法。
(2)观看多级放大器的级间联系及互相影响。
(3)观看负反馈对放大器性能的影响,了解负反馈放大器性能的普通测试办法。
2)试验原理(1)开关A向左扳,开关B打开时,图4.1.3为两级RC阻容耦合放大电路的原理图。
图4.1.3 两极阻容耦合放大及负反馈电路(2)因为放大器级间是阻容耦合,每级的静态工作点互不影响,这易于电路静态工作点的计算和调节。
两级静态工作点的计算办法同试验4.1.1。
(3)对于沟通信号,在分析多级放大器时,要考虑各级之间的互相影响,以及放大器与信号源或负载之间的衔接问题。
例如:后级的输入电阻构成了前级的负载电阻,前级的输出电阻便构成了后级的信号源内阻。
此外,多级放大器在放大较低频率信号时,级间耦合电容会造成信号的衰减。
(4)两级放大器中频段的性能指标分析如下。
①放大器电压放大倍数为式中:——第一级的电压放大倍数R′L1——第一级的沟通等效负载,R′L1=Rc1∥Rb21∥Rb22∥[rbe2+(1+β2)Re3];——其次级的电压放大倍数,R′L——其次级的沟通等效负载,R′L=Rc2∥RL。
②放大器输入电阻为:ri=Rb11∥Rb12∥[rbe1+(1+β1)Ref]③放大器输出电阻为:ro≈Rc2(5)负反馈电路会对放大器的性能产生影响,反馈类型不同对放大器性能的影响也不同。
开关A向左扳,开关B闭合时,图4.1.3为级间带有电压串联负反馈的放大电路。
负反馈放大器电压放大倍数的基本方程式:式中:Au——基本放大器的电压放大倍数;Fu——反馈系数;Auf——放大器的闭环电压放大倍数。
电压串联负反馈对电路放大器的性能的影响:①当为深度反馈时,电压串联负反馈的电压放大倍数可近似表示为:Auf=1/Fu;②电压串联负反馈的输入电阻:iif=Ui/Ii=ri(1+AuFu);③电压串联负反馈的输出电阻:rof=Uo/Io=ro/(1+A′usFu);式中:A′us——负载RL开路时的源电压放大倍数。
学位论文—模拟电子技术报告--两级阻容耦合放大电路的设计与调试
模拟电子技术课程设计报告题目:两级阻容耦合放大电路的设计与调试学院电气工程学院专业班级12级电气3班学生姓名指导教师同组组员提交日期 2014年03月 07日电气工程学院专业课程设计评阅表学生姓名学生学号201230088063同组队员专业班级12电气3班题目名称两级阻容耦合放大电路的设计与调试一、学生自我总结二、指导教师评定目录目录一、设计目的 (5)二、设计要求和设计指标 (5)三、设计内容 (5)3.1.内容简介 (5)3.2.电路原理 (6)3.3参数确定 (7)3.4具体仿真电路 (7)3.5仿真结果与分析 (8)3.5.1设计要求 (8)3.5.2.技术指标 (8)3.5.3功能仿真及仿真图 (8)3.5.4. 测试电压 (9)3.5.5.频率失真图 (9)3.5.6.输出波形图 (10)3.5.7频响特性 (10)四、本设计改进建议 (4)五、总结(感想和心得等 (11)六、主要参考文献 (11)附录 (12)一、设计目的1.能够较全面地巩固和应用“模拟电子技术”课程中所学的基本理论和基本方法,并初步掌握电路设计的全过程(设计-仿真-PCB板制作-调试安装)。
2.能合理、灵活地应用分立元件或标准集成电路芯片实现规定的电路。
3. 培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的模拟电子系统的能力。
4.培养独立设计能力,熟悉EAD工具的使用,比如EWB(现在为Multisim系列)(仿真分析)及Protel(原理图和PCB版图的制作)等。
5.培养书写综合设计实验报告的能力。
二、设计要求和设计指标1.设计要求:1.根据性能指标要求,确定电路及器件型号,计算电路组件参数;2.在EWB中进行电路仿真,测量与调整电路参数,是满足设计计算要求。
3.测试性能指标,调整修改组件参数值,使其满足电路性能指标要求,将修改后的组件参数值标在设计原理图上。
4.上述各项完成后,在Protel软件中绘制电路原理图及其PCB版图。
直接耦合多级放大电路调试方法的研究
直接耦合多级放大电路调试方法的研究1. 采用直接耦合多级放大电路的调试方法,在调试过程中,首先需要确认每个级别的电源电压是否正常。
2. 调试多级放大电路时,应首先检查每个级别的输入端是否正确接入信号源。
3. 在调试直接耦合多级放大电路时,需要准确测量每个级别的放大倍数,并与设计值进行对比。
4. 如果发现某个级别的放大倍数偏离设计值较大,可以逐步检查该级别的元件是否正常工作。
5. 在直接耦合多级放大电路中,可以逐级地接入负载电阻,观察信号变化并调整放大倍数。
6. 调试直接耦合多级放大电路时,可以使用示波器测量不同级别的信号波形,确保正常放大。
7. 如果发现输出信号失真或失真严重,可以逐级检查输出级别的元件是否损坏。
8. 使用频谱分析仪可以进一步观察直接耦合多级放大电路的频率响应,检查是否存在不良谐波。
9. 在多级放大电路调试时,需要注意防止环路反馈导致电路不稳定或输出频率异常。
10. 调整电路的偏置电压可以改善直接耦合多级放大电路的工作稳定性和线性度。
11. 调试过程中,可以尝试调整输入信号的幅值,观察输出信号的变化情况,以评估电路对不同信号强度的响应。
12. 在直接耦合多级放大电路的调试过程中,可使用鉴频器检测是否存在非线性失真。
13. 使用示波器观察直接耦合多级放大电路的输出波形,并与理论预期进行比较。
14. 在调试过程中,可以尝试调整负反馈电阻的数值,以优化直接耦合多级放大电路的性能。
15. 调试直接耦合多级放大电路时,可以尝试使用串联电容或电感等元件来滤除电路中的噪声。
16. 调整电路中的偏置电流可以改善直接耦合多级放大电路的静态工作点。
17. 在调试过程中,可以尝试调整级联电容的数值来改变电路的频率响应。
18. 使用频率计或频谱仪测量直接耦合多级放大电路的截止频率和增益特性。
19. 调试过程中可以尝试调整输入电阻或输出电阻的数值,以优化直接耦合多级放大电路的阻抗匹配。
20. 使用示波器观察直接耦合多级放大电路的相位响应,以评估电路的稳定性和相移情况。
两级阻容耦合放大电路的安装与调试
在本文中,我将带你深入探讨两级阻容耦合放大电路的安装与调试。
作为一种常见的电路类型,它在电子设备中扮演着重要的角色。
我们将从简单的安装开始,逐步深入了解其原理和调试技巧,以此来全面了解这一主题。
1. 安装步骤我们需要准备两级阻容耦合放大电路所需的元件和工具。
包括电路板、电阻、电容、晶体管等。
接下来,根据电路图,将元件逐一安装在电路板上,并注意排线的顺序和连接的牢固性。
完成安装后,进行初步的电路连接测试,确保没有接线错误或短路情况。
2. 原理解析两级阻容耦合放大电路是一种通过阻容耦合方式连接的放大电路,通过两级放大器的级联实现信号的放大和滤波。
其中,阻容耦合是通过电阻和电容相互连接来传递信号的一种方式,能够实现对信号的放大和色彩的调节。
通过对放大电路中的电阻和电容数值的调节,可以实现对信号频率的调节并达到理想的放大效果。
3. 调试技巧在调试两级阻容耦合放大电路时,首先要进行稳定电源的连接,确保电路工作在正常的供电范围内。
通过信号发生器输入信号,利用示波器观察信号的输出情况,调节放大电路中的元件数值,使得输出信号达到所需的放大效果。
还可以通过频域分析等手段对电路进行进一步的调试和优化。
4. 个人观点对于两级阻容耦合放大电路,我认为它是一种非常经典且实用的电路设计。
通过合理的安装和调试,可以实现对信号的精确放大和滤波,能够广泛应用于音频放大等领域。
对于电子爱好者来说,掌握并熟练应用这一电路设计,将对自己的电路设计能力和实践能力有极大的提升。
总结通过本文的探讨,我们对两级阻容耦合放大电路的安装与调试有了更深入的了解。
从电路的安装到原理的解析,再到调试技巧的介绍,都帮助我们全面、深刻地理解了这一主题。
本文还共享了个人对这一主题的观点和理解,为读者提供了更多的思考和探讨的空间。
希望本文能对你有所帮助,也期待你对这一主题有更多的发现和应用。
在接下来的内容中,我们将更深入地探讨两级阻容耦合放大电路的原理和调试技巧,并结合实例进行详细说明。
两级耦合放大电路实验报告
两级耦合放大电路实验报告两级耦合放大电路实验报告一、引言在电子学中,放大电路是非常重要的一部分。
而耦合放大电路是一种常见的放大电路,它可以将输入信号放大到更高的幅度,使得信号可以被更远的距离传输或者被其他设备接收。
本实验旨在通过搭建两级耦合放大电路,探究其工作原理和特性。
二、实验原理耦合放大电路由两个级联的放大器组成,其中第一级放大器是输入级,第二级放大器是输出级。
输入级负责将输入信号放大到适当的幅度,并将其传递给输出级进行进一步放大。
两级放大器之间通过耦合电容连接,这样可以实现信号的传递和耦合。
三、实验步骤1. 准备工作:收集所需器材,包括电路板、电阻、电容、晶体管等。
确保实验环境安全,并准备好实验记录表格。
2. 搭建电路:根据实验要求,将电路板上的元件按照电路图连接起来。
注意正确连接各个元件的引脚,避免短路或接错。
3. 调整电路参数:通过调整电阻和电容的数值,使得电路达到理想的工作状态。
可以使用示波器观察信号波形,根据需要调整放大倍数。
4. 测试电路性能:输入不同频率和幅度的信号,观察输出信号的变化。
记录实验数据,并进行分析。
5. 性能评估:根据实验数据,评估耦合放大电路的放大倍数、频率响应等性能指标,并与理论值进行比较。
四、实验结果与分析通过实验,我们得到了以下结果:1. 放大倍数:根据实验数据计算,我们得到了耦合放大电路的放大倍数为X。
与理论值进行对比,发现实际值与理论值较为接近,证明了电路的放大性能。
2. 频率响应:通过输入不同频率的信号,我们观察到输出信号的变化情况。
实验结果显示,在一定范围内,输出信号的幅度基本保持稳定,频率响应较好。
然而,在高频率下,输出信号的幅度开始下降,这是由于电路的带宽限制导致的。
3. 稳定性:在实验过程中,我们观察到耦合放大电路的稳定性较好,输出信号的波形基本保持不变。
这说明电路的设计和搭建是正确的,能够正常工作。
五、结论通过本次实验,我们成功搭建了两级耦合放大电路,并对其性能进行了评估。
电子技术综合实验报告(两级阻容耦合放大电路)
电子技术综合设计实验
两级阻容耦合放大电路
1.实验任务
用常用电阻电容三极管等器件搭建不失真,通频带宽的二级阻容耦合放大电路,设计静态工作点和动态特性,测试通频带并用面包板实现。
2.实验目的
掌握用模拟电子技术中放大电路的设计与测试方法,掌握面包板电路基本调试手段
3.实验原理
1)两级阻容耦合放大电路开环特性测试
电路图如上所示,通过四通道示波器各个引脚可知两级放大倍数,静态工作点等信息:
第一级放大倍数为2.698/4.582=0.588倍,静态工作点为(D通道设置在第一级电容之前)即得11.949V如下图所示
第二级放大倍数由两级放大倍数之积与第一级放大倍数的比值。
如示波器所示,第二级静态工作点为6.613V。
两级放大倍数之积为329.535mV,则放大倍数为总体放大倍数329.535,第二级放大倍数为32.953/0.588=56.04,频率响应如图所示
2)两级阻容耦合放大电路闭环特性测试(电压串联负反馈)
测试增加反馈对通频带的影响以及放大倍数的影响如下:
如图,闭环放大倍数为32.47,比开环时缩小
2)两级阻容耦合放大电路开环特性测试(电流并联负反馈)
如图所示,放大倍数为32.89,放大倍数有所下降。
两级阻容耦合放大电路 实验报告
计算机与信息工程学院综合性、设计性实验报告专业:计算机科学与技术年级/班级:13级计科二班 2013—2014学年第二学期课程名称模拟电子技术指导教师张爱丽本组成员王现宁1308114064 黄超 1308114140学号姓名实验地点计科楼412 实验时间2014.6.12项目名称两级阻容耦合放大电路实验类型综合性一、实验目的1、学习两级组容耦合放大电路静态工作点的调整方法。
2、学习两级阻容耦合放大电路电压放大倍数的测量3、学习放大电路频率特性的测定二、实验仪器或设备及素材实验板、示波器、信号发生器、数字万用表、毫安表。
三、实验原理四、实验内容与步骤1、按电路图检查实验电路板电路及外部接线后,送上电源。
2、测量静态工作点:接通E c=12V,调R P1,使U C1=11.5V左右,调节R P2 ,使U C2=8.5V左右,然后按照表2进行测量静态表 2U C1(V)U B1(V)U E1 (V)U c2(V)U b2(V)U e28.5 2.3 2.9 5.4 2.8 2.11.测量电压放大倍数输入信号不变,按3中给定的条件,分别测量放大器的第一级和第二级的输出电压V01、V02,把数据记入3中。
1.测试放大器幅频特性测量放大器的幅频特性一般采用逐点法。
保持输入信号的幅度在各频率时不变,在RL=∞和RL=5.1K两种情况下,改变频率测出相应的输出电压Vo,将数据记入4和表5?1.找出上下限截止频率fH 、fL ��?增益下降到中频增益的0.707倍时所对应的频率点),在fH 、fL 两点左右应多测几点,并求出放大器的带带Δf= fH - fL45五、结果分析与总结在进行电路的仿真和测试中,明显的看到两级阻容耦合放大电路的放大能力比单管的放大电路的放大能力强,在交流分析、直流分析、瞬态分析、温度分析中看到:两级阻容耦合放大电路的放大能力很强,由于电容对直流量的电抗为无穷大,因而阻抗耦合放大电路各级之间的直流通路各不相同,各级的静态工作点相互独立。
在两极共射直接耦合放大电路中前后两极的静态工作点
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两级共射直接耦合放大电路
两级共射直接耦合放大电路两级共射直接耦合放大电路是一种常见的电子放大器电路,常用于放大低频信号。
它由两级共射放大器组成,每个放大器之间通过耦合电容连接。
本文将从电路原理、工作特点、优缺点以及应用领域等方面进行详细介绍。
一、电路原理两级共射直接耦合放大电路的基本电路图如下所示:[插入电路图]该电路由两个共射放大器级联而成,每个共射放大器的输入端通过一个耦合电容连接到上一个放大器的输出端,输出端则连接到下一个放大器的输入端。
其中,每个共射放大器由一个npn型晶体管和相关的电阻、电容组成。
二、工作特点1. 放大增益高:两级共射直接耦合放大电路的放大倍数较高,可以达到几十倍甚至更高的放大倍数。
2. 频率响应宽:该电路的频率响应范围较宽,适用于放大低频信号,响应范围通常可达数十Hz至数十kHz。
3. 低失真:由于采用了直接耦合方式,电路的失真较小,可保持信号的原始波形。
4. 输入输出阻抗匹配:两级共射直接耦合放大电路的输入输出阻抗较低,可以有效匹配信号源和负载,提高信号传输效率。
三、优缺点1. 优点:(1)放大增益高,适用于对信号进行较大幅度放大的场合。
(2)频率响应宽,适用于放大低频信号。
(3)输入输出阻抗低,能够有效匹配信号源和负载。
(4)失真较小,能够保持信号的原始波形。
2. 缺点:(1)输入电容较大,容易产生输入电流噪声。
(2)对温度和电源电压的变化较敏感,容易引起电路的偏移和漂移。
(3)电路稳定性较差,需要进行频率补偿和温度补偿。
四、应用领域两级共射直接耦合放大电路在实际应用中具有广泛的用途,常见于音频放大器、功率放大器、线性放大器等领域。
例如,音响设备中的功放电路、无线通信设备中的射频放大电路等。
结语通过本文的介绍可知,两级共射直接耦合放大电路是一种常见的电子放大器电路,具有放大增益高、频率响应宽、低失真等特点。
然而,由于输入电容较大、稳定性较差等缺点,需要在实际应用中进行合理的设计和补偿。
在选择电路时,应根据具体需求和应用场景进行合理的选择和优化。
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摘要
直接耦合是级与级连接方式中最简单的,就是将后级的输入与前级的输出连接在一起,一个放大电路的输出端与另一个放大电路的输入端直接连接的耦合方式称为直接耦合。
另外直接耦合放大电路既能对交流信号进行放大,也可以放大变化缓慢的信号:并且由于电路中没有大容量电容,所以易于将全部电路集成在一片硅片上,构成集成放大电路。
由于电子工业的飞速发展,使集成放大电路的性能越来越好,种类越来越多,价格也越来越便宜,所以直接耦合放大电路的使用越来越广泛。
除此之外很多物理量如压力、液面、流量、温度、长度等经过传感器处理后转变为微弱的、变化缓慢地非周期信号,这类信号还不足以驱动负载,必须经过放大。
这类信号不能通过耦合电容逐级传递,所以,要放大这类信号,采用阻容耦合放大电路显然是不行的,必须采用直接耦合放大电路。
但是各级之间采用了直接耦合的连接方式后却出现了前后级之间静态工作点相互影响及零点漂移的问题,在此主要分析零点漂移的产生原因,并寻找解决的办法。
关键词:直接耦合;静态工作点;零点漂移
目录
1、绪论 (1)
2、方案的确定 (2)
3、总体电路设计和仿真分析 (4)
4、工作原理、硬件电路的设计或参数的计算 (6)
5、心得体会 (8)
参考文献 (8)
附录 (9)
1、绪论
直接耦合两级放大电路
为了传递变化缓慢的直流信号,可以把前级的输出端直接接到后级的输入端。
这种连接方式称为直接耦合。
如图1所示。
直接耦合式放大电路有很多优点,它既可以放大和传递交流信号,也可以放大和传递变化缓慢的信号或者是直流信号,且便于集成。
实际的集成 运算放大器其内部就是一个高增益的直接耦合多级放大电路。
直接耦合放大电路,由于前后级之间存在着直流通路,使得各级静态工作点互相制约、互相影响。
因此,在设计时必须采取一定的措施,以保证既能有效地传递信号,又要使各级有合适的工作点。
图1直接耦合两级放大电路 直接耦合放大电路的特殊问题 ──零点漂移
直接耦合放大电路存在的最突出的问题是零点漂移问题。
所谓零点漂移是指当把一个直接耦合放大电路的输入端短路时由于种种原因引起输出电压发生漂移(波动)。
产生零点漂移的原因很多。
如晶体管的参数(CEO I 、BE U 、 等)随温度的变化、电源电压的波动等,其中,温度的影响是最重要的。
在多级放大电路中,又以第一、二级的漂移影响最为严重。
因此抑制零点漂移着重点在于第一、二级。
在直接耦合放大电路中,抑制零点漂移最有效的方法是采用差动式放大电路。
因此直接耦合放大电路的输入 级广泛采用这种电路。
2、方案的确定
两级耦合放大电路
直接耦合放大电路
级与级之间不经电抗元件而直接连接的方式,称为直接耦合。
能够放大变化缓慢的信号,便于集成化,Q点相互影响,存在零点漂移现象。
输入为零,输出产生变化的现象称为零点漂移。
R既当输入信号为零时,前级由温度变化所引起的电流、电位的变化会逐级放大。
1c
是第一级的集电极电阻,又是第二级的基极电阻.
图2直接耦合放大电路
零点漂移
当输入信号为零时,输出端电压偏离原来的起始电压缓慢地无规则的上下漂动,这种现象叫零点漂移。
产生原因---温度变化、电源电压的波动、电路元件参数的变化等等。
第一级产生的零漂对放大电路影响最大。
零点漂移是指当放大电路输入信号为零时,由于受温度变化,电源电压不稳等因素的影响,使静态工作点发生变化,并被逐级放大和传输,导致电路输出端电压偏离原固定值而上下漂动的现象。
显然,放大电路级数愈多、放大倍数愈大,输出端的漂移现象愈严重。
严重时,有可能使输入的微弱信号湮没在漂移之中,无法分辩,从而达不到预期的传输效果,因此,提高放大倍数、降低零点漂移是直接耦合放大电路的主要矛盾。
产生零点漂移的原因很多,如电源电压不稳、元器件参数变值、环境温度变化等。
其
中最主要的因素是温度的变化,因为晶体管是温度的敏感器件,当温度变化时,其参数BE U 、β、CBO I 都将发生变化,最终导致放大电路静态工作点产生偏移。
此外,在诸因素中,最难控制的也是温度的变化。
温度变化产生的零点漂移,称为温漂。
它是衡量放大电路对温度稳定程度的一个指标,定义为:
)℃(o u op
ip T A U U ∆∆=∆ (1)
即温度每升高1℃时,输出端的漂移电压op U ∆折合到输入端的等效输入电压ip U ∆。
式中u A 为放大电路总的电压放大倍数,To ∆(℃)为温度变化量
抑制零点漂移的措施
抑制零点漂移的措施,除了精选元件、对元件进行老化处理、选用高稳定度电源以及用第二单元中讨论的稳定静态工作点的方法外,在实际电路中常采用补偿和调制两种手段。
补偿是指用另外一个元器件的漂移来抵消放大电路的漂移,如果参数配合得当,就能把漂移抑制在较低的限度之内。
在分立元件组成的电路中常用二极管补偿方式来稳定静态工作点。
在集成电路内部应用最广的单元电路就是基于参数补偿原理构成的差动式放大电路。
调制是指将直流变化量转换为其它形式的变化量(如正弦波幅度的变化),并通过漂移很小的阻容耦合电路放大,再没法将放大了的信号还原为直流成份的变化(有关调制的概念将在第九单元中讨论)。
这种方式电路结构复杂、成本高、频率特性差。
阻容耦合放大电路
图3为两级阻容耦合放大电路。
图中两级都有各自独立的分压式偏置电路,以便稳定各级的静态工作点。
前级的输出与后级的输入之间通过电阻1c R 和2C 相连接,所以叫阻容耦合放大电路。
阻容耦合不适合于传递变化缓慢的信号,更不能传递直流信号。
在集成电路中,由于制作工艺的限制,无法采用阻容耦合。
图3 阻容耦合放大电路 多级放大器的第一级叫输入级,最后一级叫输出级。
多级放大器的输入电阻,就是第一级的输入电阻;多级放大器的输出电阻,就是最后一级放大电路的输出电阻。
多级放大器总的电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积,即
un u u u A A A A •••=......21 (2) 因为每一级共射接法的放电路对所放大的交流信号都有一次倒相作用,因此,在图3所示的两级阻容耦合放大电路中,其输出电压0•U 与输入电压i U •
同相。
3、总体电路设计和仿真分析
仿真电路
图4中所示电路为两级直接耦合放大电路,第一级为双端输入,单端输入差分放大电路,第二级为公设放大电路。
由于在分立元件中很难找到在任何温度下均具有完全相同特性的两只晶体管,因而就很难实现共模抑制比很高的差分放大电路。
在Multisim 环境下可以做到两只晶体管特性基本相同。
静态工作点调试电路如图4所示。
图4 静态工作点调试电路图
(a)
(b) (c)
图5 两级直接耦合放大电路测试
(a)静态工作点的调试和电压放大倍数的测试
(b)(c)为电压表读数
图6 共模放大倍数测试电路
图7 共模放大倍数的测试
4、工作原理、硬件电路的设计或参数的计算
仿真内容
(1)调整电路的静态工作点,使电路在输入电压为零时输出电压为零。
用直流电压表测量Q2、Q3集电极静态点位,测试电路见图4所示。
(2)测试电路的电压放大倍数,输入电压的峰值为2mV的正弦波,从示波器可读出输
出电压的峰值,由此得电压放大倍数。
测试方法见图4所示。
(3)测试电路的共模抑制比。
加共模信号,从示波器可读出输出电压的峰值,得共模放大倍数,从而的共模抑制比。
测试电路见图6所示。
仿真结果
(1)静态工作点的调试见表1
表1 静态工作点的调试
(2)电压放大倍数的测试见表2
表2 电压放大倍数的测试
(3)共模放大倍数的测试见表3
表3 共模放大倍数的测试
结论
(1)由于直接耦合方大电路各级之间的静态工作点互相影响,一般情况下,应高通过EDA软件调试各级之间的静态工作点,基本合适后再搭建电路,进行实际测试。
(2)当输入级为差分放大电路时,电路的电压放大倍数是指差模放大倍数。
(3)具有理想对称的差分放大电路抑制共模信号的能力很强,因此以它作直接耦合多级放大电路的输入级可提高整个电路的的共模抑制比。
5、心得体会
经过这段时间的艰苦奋斗,我的课程设计终于完结了。
我在这次课程设计中可以说是受益匪浅,不仅将书本上的理论知识进行了深入理解,同时也明白了实践的重要性。
要想设计出一个较好的电路,光靠书本上的知识还远远不够,要结合实际情况全方面的去思考,经过多次不断修改验证后使其达到需要的性能指标。
在设计的过程中方案的选择尤为重要,不经要考虑到是否满足设计的性能指标,还要尽量使其电路结构简单。
设计的过程中难免会遇到许多问题,这时则需要我们开动脑筋,查阅资料,结合所学知识去分析解决问题。
课程设计不仅是一门任务,更多的是教会我们怎样灵活运用书本上所学的知识,培养我们善于调查研究,勤于创造思维,勇于大胆开拓的自主学习和工作作风。
虽然这段时间设计非常辛苦,但更多的是收获的喜悦。
参考文献
《低频电子线路》张肃文高等教育出版社
《电子线路集》人民邮电出版社
《电子技术基础数字部分》康华光高等教育出版社
《模拟电子技术基础》童诗白高等教育出版社
两级直接耦合放大电路的调试
附录
元器件清单如表1
表1元器件清单
9。