模电设计多级放大器

前言 (2)

第一章放大器的概述 (2)

1.1多级放大器的功能 (2)

1.2.2设计任务及目标 (2)

1.2.3主要参考元器件 (3)

第二章电路设计原理与单元模块 (3)

2.1设计原理 (3)

2.2设计方案 (4)

2.3单元模块 (6)

第三章安装与调试 (6)

3.1电路的安装 (6)

3.2电路的调试 (7)

第四章实验体会 (7)

结论 (7)

致谢 (7)

参考文献 (8)

附录 (8)

前言

电子技术电路课程设计是从理论到实践的一个重要步骤，通过这个步骤使我们的动手能力有了质的提高，也使我们对电路设计理念的认识有了质的飞跃。本课程设计是对放大器对电压放大的基本应用，我们设计的二级低频阻容耦合放大器严格按照实验要求设计，能够充分满足的电压放大倍数、频带宽、输入输出电阻等实验要求的性能参数，这次课程设计让我们了解了类似产品的部原理结构。设计时我和搭档设计了二级三极管放大电路、可变放大倍数的二级运算放大器电路等多种方案，由于考虑到器材的限制，我们最终采用了最为简洁的两级运算放大器电路，实现了用最少的元器件实现要求功能。

第一章放大器的概述

1.1多级放大器的功能

随着科技的进步，电子通讯产品越来越多的进入人们视野，小到耳机手机收音机，大到大型雷达都要利用到信号放大器，可以说信号放大器是现代通讯设备的核心器件之一，而多级放大器又是一级放大器的推广，可以克服单级放大器放大倍数不够等诸多问题。耦合形式多级放大电路的连接，产生了单元电路间的级联问题，即耦合问题。放大电路的级间耦合必须要保证信号的传输，且保证各级的静态工作点正确。

直接耦合——耦合电路采用直接连接或电阻连接，不采用电抗性元件。

直接耦合电路可传输低频甚至直流信号，因而缓慢变化的漂移信号也可以通过直接耦合放大电路。

电抗性元件耦合——级间采用电容或变压器耦合。

电抗性元件耦合，只能传输交流信号，漂移信号和低频信号不能通过。根据输入信号的性质，就可决定级间耦合电路的形式。

零点漂移是三极管的工作点随时间而逐渐偏离原有静态值的现象。产生零点漂移的主要原因是温度的影响，所以有时也用温度漂移或时间漂移来表示。工作

点参数的变化往往由相应的指标来衡量。一般将在一定时间，或一定温度变化围的输出级工作点的变化值除以放大倍数，即将输出级的漂移值归算到输入级来表示的。

本设计主要完成：实验要求电压放大倍数大于100倍，实际参数200倍，频带要求为：30Hz~30KHz，实际参数20Hz~150KHz，要求输入电阻大于20千欧，实际为23千欧，要求输出电阻均低于10欧，实际为8欧。 1.2设计任务及要求 1.2.1基本要求（1）电压放大倍数大于100倍；（2）电路的频带为：30Hz~30KHz；（3）输出电阻大于20千欧； (4)输出电阻小于10欧；

1.2.2设计任务及目标

（1）综合运用相关课程所学到的理论知识去独立完成课题设计；

（2）通过查询相关资料，培养学生独立分析解决问题能力；

（3）学会电路的安装与调试；

（4）熟悉电子仪器的正确使用；

（5）学会撰写课程设计的总结报告；

第二章电路设计原理与单元模块

2.1设计原理

直接耦合放大电路的构成

直接耦合或电阻耦合使各放大级的工作点互相影响，这是构成直接耦合多级放大电路时必须要加以解决的问题。(1) 电位移动直接耦合放大电路

如果将基本放大电路去掉耦合电容，前后级直接连接，如图07.02所示。于是VC1=VB2 VC2= VB2+ VCB2＞VB2（VC1）这样，集电极电位就要逐级提高，为此后面的放大级要加入较大的发射极电阻，从而无法设置正确的工作点。这种方式只适用于级数较少的电路。

图07.02 前后级的直接耦合

(2) NPN+PNP组合电平移动直接耦合放大电路

级间采用NPN管和PNP管搭配的方式，如图07.03所示。由于NPN管集电极电位高于基极电位，PNP管集电极电位低于基极电位，它们的组合使用可避免集电极电位的逐级升高。

图07.03 NPN和PNP管组合

考虑到放大倍数要求不是很高，两级基本就可以满足要求，二级低频阻容耦合放大器参考方案方框图如图2-1所示，它包括信号发生器、第一级、第二级、示波器。第一级第二级在电路中用芯片LM324N完成

二级低频阻容耦合放大器方框图

2.2设计方案

考虑到课程设计要求主要是放大信号，可以采用三极管或运算放大器，我和搭档共设计出三套方案：

方案一：采用三级管对信号放大的原理，设计了如下图所示的二级低频阻容耦合放大电路，通过改变各电阻的相应阻值可以改变二级放大电路的放大倍数。

方案二：采用运算放大器的放大功能，设计了如下图所示的二级低频阻容耦合放大电路，在第二级运算放大器上接一个滑动变阻器，可以有效的调节运算放大器的放大倍数。

方案三：下图所示电路为方案二的删减版，也可以说是改良版，也是我们在本课程设计中所采用的方案，它相对于方案一优点在于集成度较高，相对于方案二更为简洁，但放大倍数固定，也能满足实验设计要求

在实际焊接中，我们采用LM324N替代两个运算放大器，实现两级放大功能

2.3单元模块

LM324是由四个独立的运算放大器组成的电路。它设计在较宽的电压围单电源工作，但亦可在双电源条件下工作。本电路在家用电器上和工业自动化及光、机、电一体化领域中有广泛的应用。其特点如下：（1）具有宽的单电源或双电源工作电压围；单电源3V~30V，双电源±1.5V~±15V （2）含相位校正回路, 外围元件少（3）消耗电流小:Icc=0.6mA (典型值, RL=∞) （4）输入失调电压低:±2mV (典型值) 芯片LM324N部结构由下图所示，

第三章安装与调试

3.1电路的安装

安装时注意以下几点：

（1）遵循先矮后高、先小后大、先装耐热器件的原则；

（2）布线尽量使电源线和地线靠近实验电路板的周边，以起到一定屏蔽作用；

（3）最好分模块安装以便调试检错；