多级放大电路的输入级与音调控制电路的设计报告

多级放大电路的输入级与音调控制电路的

设计报告

一、 总体方案设计与设计要求

1、设计任务

放大倍数10>U A ,mv U i 50<，输入电阻Ω>k R i 500； 频率范围Hz f L 20=，kHz f H 20=； 音调控制范围 低音dB Hz 12100± 高音dB kHz 1210±

音调控制信号源内阻Ω

2、设计要求

1) 根据设计要求进行设计，确定电路形式，估算元件参数并选择元件。

2) 进行指标参数的核算，根据设计的电路利用理论公式，核算有关指标能否达

到设计要求。

3、总体方案的设计与论证（电路的选择）

由于输入的电阻很高，输入级第一级采用由场效应管组成的共源放大电路。为了保证音调控制电路有较好的效果，给音调控制电路以较小的信号源内阻，第二级采用射极跟随器电路。虽然要求音调调节范围不大，但为了信号无衰减、失真小，海华丝采用反馈式音调控制电路，音调调节的放大级采用通用型组件F007。为了使用统一的电源，并给输入级更波小的文波，电路中加入有源滤波电路，整机电路的形式如下图

整机电路的形式 （原理图）

二、 单元电路的设计与选择

（一）、输入级的计算

因为整个电路的放大倍倍数靠第一级，为了保证总增益，设121=um A 。 选V 1为3DJ6实测参数

mA I DSS 2= ()V U off GS 5.1-=

V mA g m /1=

转移特性见图

为了减小噪声系数输入级静态工作点选

V U GS 1-=即V U S 1=

则()mA U U I I off GS GS DSS DQ

22.012

=⎪

⎪⎭⎫ ⎝

⎛-= Ω==

+k I U R R DQ

S

5.432 取V U DS 5.4=

则V U U U S DS D 5.5=+=

因输入级的电源有运放经有源滤波器滤波后提供，设有源滤波电路的降压5V ，则漏极电压V V DD 10=,故

Ω=-=

k I U V R DQ

D

DD 204 因为第二级为射极输出器，输入电阻很高，则第一级放大倍数由漏极电阻4

R

与电源电阻3R 决定。

则Ω==

k A R R um 6.11

4

3 Ω=-=k R 9.26.15.42 取Ωk 3

因为1R R i =，为保证Ω≥k R i 500，取Ω=M R 11. 根据式 则

F R f C L μπ08.0210

1

1==

取F μ1

F R f R g C L m μπ11212

2

2=+=

取F μ33

F R f C i L μπ08.0210

2

3≈=

取F μ1,2i R 按Ωk 100估算

(二)、计算射极跟随器

选取V 2为高频小功率管3DG6A ，取70=β。 因整个输入级放大倍数10≥u A ，且mV U i 50<,则

12um om A U = V U i 7.02=

因下一级为音频控制电路负载较小，L R 按Ωk 10计算，则

mA R U I L

om O 07.02

2==

取mA I I om CQ 14.02==

V U CEQ 5=

则Ω≈=

k I R CQ

3657取标准值Ωk 39

取A I I BQ R μ2066== 则Ω=+=

k I U U R R BE

E 2856

5

Ω=-=

k I U V R R B

CC 2156

6 依据式

β

++=1//2

'76be S r R R R

其中Ω≈=k R R R R S 2.17////654'

()

Ω=++=k r be 5.1314

.026

.0130022β 则Ω≈432O R 满足总放大倍数的要求。

（三）、音频控制电路的设计

选用组件的电源电压为±15V 。调零电位器Ωk 10。 a) 转折率的计算

因通带要求kHz Hz 2020-，故设Hz f L 201=，kHz f H 201=。

因为已知Hz f X L 100=时提升、衰减±12dB ，kHz f X L 10=时提升、衰减±12dB ，则

Hz f f x L L 400612

22=•= kHz f f X

H H 5.26

12

2/1==

b) 元件参数计算

选用线性电位器Ω==k R R W W 33021

F f R C L W μπ024.0211

25==

取F C C μ022.065==

Ω=-=

k f f R R L L W 3.171

1

210取Ω===k R R R 181098

Ω=-=

k f f R R H H a 71.71

1

211取Ω=k R 5.711

pF R f C H 10612111

72==

π取pF C 10007=

取F C μ104= c) 音量控制电路 取Ω=k R W 103 F C μ1010=

d) 音调控制电路设计校核 i. 转折频率

Hz C R f w L 2221

6

21≈=

π

Hz C R R R R f w w L 8.42326

10210

22=+=

π

()kHz C R R f H 58.2321

7

8111=+=

π

kHz C R f H 2.2121

7

112==

π

ii. 提升量

当1L ωω<<时得低频的最大提升uB A 和最大衰减uC A 为

3.193

10

2=+=

R R R A W uB （25.7dB ） 0517.02

108

=+=

w uC R R R A （—25.7dB ）

当2H ωω>>其高频最大提升uT A 和高频最大衰减uTC A 为

2.8311

8

11=+=

R R R A uT (18.2dB) 12195.038

1111

=+=

R R R A uTC (—18.2dB)

由于W R 用得较大，计算出来的最大提升量和衰减量都超过了设计要求。 （四）有源滤波器的电路设计

把图中的V 3、12R 、8C 、9C 单独画出，如图所示。此有源滤波电路串联在多级放大器的电源电路，它课减少由于电源内阻的存在使电源不稳定对输入级的影响。由于滤波电路接在基极而不接在主电流电路集电极或发射极，而基极电流比主电路电流小()β+1倍，所以基极电阻12R 可以用得很大，即滤波电路的时间常