小信号放大器实验报告

实验设计报告

（模拟电子技术基础实践）

学院：电气工程与自动化学院

题目：小信号放大器的设计

专业班级：自动化131班

学号：2420132905

学生姓名：吴亚敏

指导老师：曾璐

2014年10月20日

第一章理论设计

1.设计目标与技术要求

1.1 设计目标：设计一个放大倍数约为10倍的小信号交流放大器

1.2 技术要求：

（1）保证电路要有较大的输入电阻，主要是为了增大获取输入信号的能力。

（2）电路要有较小的输出电阻，主要是为了增大信号输出的能力。

（3）设计该放大电路，通过测试相应的参数，理解该放大电路的工作原理，掌握一些参数（输入阻抗、输出阻抗、放大倍数）的测量和计算方法。

2.设计方法（电路、元器件选择与参数计算）

2.1 实验原理图如下：

2.2 元件的选择：

电阻：需要33KΩ、16KΩ、3.9KΩ、2KΩ、1.2KΩ、390Ω的电阻各一个；

电容：需要47uF的4个，0.1uF的一个；

三极管：需要NPN型通用小信号晶体管2SC2458两个；

2.3 参数的计算：

(1)基极的直流电位Ve是用R1和R2对电源电压Vcc分压后的电位，则 Vb=（R2/(R1+R2))*Vcc

(2)发射机的直流电位Ve，则 Ve=Vb-Vbe

(3)发射极上流过的直流电流Ie，则 Ie=Ve/Re=(Vb-Vbe)/Re

(4)集电极的直流电压Vc等于电源电压减去Rc的压降而得到的值，则 Vc=Vcc-Ic*Rc

(5)由于基极电流很小，我们在计算的时候可以省去，

则 Ic=Ie，Vc=Vcc-Ie*Rc

(6)交流电压的放大倍数，则 Av=Rc/Re

(7)确定耦合电容C1,C2和C3,C4的阻值

因为C1和C2是将基极或集电极的直流电压截止，仅让交流成分进行输入输出的耦合电容，电路中C1和输入阻抗，C2和连接在输出端的负载电阻分别形成高通滤波器--也就是让高频通过的滤波器，所以C1=C2=10uF，而C3和C4是电源的耦合电容应该是降低电源对GND交流阻抗的电容，如果没有这个电容的话，电路中可能产生振荡。所以要在电源上并联连接好小容量的C3=0.1uF电容器和大容量的C4=10uF电容器，能在宽频范围降低电源对GND的阻抗。

(8)静态工作点：

Vbq=5*(R2/(R1+R2))=5*(33/(33+16))=3.44V

Ieq=Ve/Re=(Vb-Vbe)/Re=Icq=0.5mA

Vceq=Vcc-Ieq*Rc-Icq*Re=2.8V

Ibq=Icq/(1+β)=0.05mA

(9)动态工作点:

Av=Rc/Re=3.9K/(2K//390)=10 Ri=Rb1//Rb2=33K//16K=0.093KΩ

Ro=Rc=0Ω

第二章实物制作

1.制作要求

布局合理：元件疏密程度合理，焊锡的走向清晰

焊接牢固：焊接处牢固，没有松动现象

整体美观：元件错落有致，没有堆叠现象

元件可换：先焊接插孔，再将元件插在插孔上

2.实物照片

第三章测试

1.测试方法

小信号放大器可以把输入的交流小信号按设计好的参数按一定的比例放大。通过信号发生器产生小信号的交流电压，由输出线接到焊接好的电路板输入端，经过电路中的电容滤波，三极管的放大，信号将按一定的比例放大，再由电路板的输出端接上数字示波器的输入线最后在数字示波器的屏幕上得到后的电压的正弦波形，以及放大后的电压值、周期。

2.测试步骤

1). 将信号发生器与数字示波器电源接好，再把信号发生器的输出线的红色接口和黑色接口与数字示波器的输入线的红黑接口相接，打开信号发生器和数字示波器的开关，查看波形，若为正确的正弦波则两个仪器可用来测试电路。若波形不对则进行调节，得到正确波形。

2). 关掉两仪器，断开信号发生器与数字示波器的接线，接入电路板，利用电源提供5V的电压给电路板，再接入信号发生器的红色接口到电路板的输入端，把数字示波器的红色接口接到电路板的输出端，两个黑色接口均接地。

3). 打开两仪器的开关，查看波形是否完整光滑以及峰值是否是输入电压的10倍。

3.测试数据

4.测试结果

输入/输出参数对比

5.结论

通过小信号交流放大器的制作实验,加深了我该实验的了解,对不同的静态工作点的对输出电压的影响和理解,验证了小信号交流放大倍数,其为:Av=Rc/Re,加深了对小信号交流放大器的各个器件的不同作用的影响作用,同时表明了射极跟随器对共射电路输出阻抗高的作用验证,容易受到作为负载所接的电路有影响的缺点,以及射极跟随器的输出阻抗为0,通常接在共发射极和共基极等电路的后缀,其主要的作用是降低输出阻抗,使整个电路具有良好的负载能力。

参考文献

【1】模拟电子技术基础/童诗白，华成英主编；清华大学电子学教研组编.-----4版.----北京：高等教育出版社，2006.5（2013.12重印）