两级放大电路的设计
电子实验报告:两级放大电路的设计、考试与调试报告
电子实验报告:两级放大电路的设计、考试与调试报告设计本次实验要求设计一种两级放大电路,其中第一级是一个放大器,第二级是一个集电极跟随器,使得输入信号经过放大后通过输出终端输出。
设计的过程主要分为以下几个步骤:1. 确定设计参数由于本次实验要求使用BJT三极管进行放大,因此需要先确定设计所使用的管子,并从数据手册中获取其参数。
假设设计使用的是2N3904 NPN型晶体管,其参数如下:最大集电极电流Ic = 200mA最大集电极电压Vce = 40V最大功率Ptot = 625mW最大频率fT = 300MHz在确定了晶体管的参数后,就可以着手进行电路设计。
2. 设计第一级放大器第一级放大器是本电路的核心部分,它负责将输入信号进行放大。
因此,我们需要选择适当的电路结构,并计算出电路中的各个元件的参数。
在本设计中,采用了共射极放大器的结构。
该结构的特点是输入阻抗较小,输出阻抗较大,但是放大系数不稳定。
在实际应用中,可以通过加入负反馈电路来提高其性能。
因此,对于本设计来说,我们需要计算出共射极电阻R1和电容C1的参数。
首先,假设输入信号的频率为1kHz,放大系数为10,则我们可以写出放大器的增益公式为:A = -Rc / (R1+R2) * gm *Rc其中,gm为晶体管的转移电导,可以通过以下公式进行计算:gm = Ic / (VT * β)其中,VT为温度系数,约为25mV,β为晶体管的直流电流放大系数,可以在数据手册中找到其值约为100。
根据以上公式,我们可以计算出Rc、R1和R2的值。
可以采用一般的放大器频率损失公式,计算C1的值:Afc = 1 / (2π * f *Rc *C1)当C1确定后,就可以设计出第一级放大器的电路图:+Vcc||R2|+||Vin R1 Q1 Rc---->| |-------/\\/\\/\\--->|----> Vout| | ||C1 | || | |+---+ Gnd3. 设计第二级跟随器在第一级放大器完成信号放大后,需要使用一个集电极跟随器(Emitter Follower)作为第二级放大器,来提高输出信号的驱动能力。
两级交流放大器设计报告
课程设计报告所属院系:电气工程学院专业:自动化课程名称:电子技术基础A设计题目:两级交流放大器的设计班级:学生姓名:学生学号:指导老师:完成日期:2011.7.8两级交流放大器的设计两级交流放大器的设计具有组装简单、调试方便、工作稳定的实验设计电路。
设计中包括电源输入电路,一级同相放大电路,二级反相放大电路三部分。
通过电路实现电压放大,稳定增益,确定放大电路的通频带,并且用仿真软件进行仿真分析。
一、设计方案1.拟定系统方案框图两级交流放大电路的设计,整个系统是由那些模块组成,这三部分分别为:电源输入电路,一级同相放大电路,二级反相放大电路。
系统方框图如下图1。
图1两级交流放大的系统组成图根据各模块的系统功能进行分析,了解各部分的波形形式如下图并选择各模块所需的电路形式。
图2 两级交流放大电路各部分输入输出电压波形2.方案的分析与比较:(1)采用两个LM741运算放大器共同组成两级交流放大电路。
其电路图如下图所示:图3 两级交流放大图(2)采用两个2N2222A放大器组成放大电路图4 两级交流放大图比较:方案一与方案二比较,一是电压波形无失真,增益能够达到,方案一的技术指标比较完善。
二是,在完成技术指标的条件下,方案一实验电路所需元件数较少,更为简单,更加容易实现。
三是经济指标的比较,在完成以上指标的情况下,方案一比方案二更容易实现,且所需要的元件数少很多,因而所需价格较低,经济方面大有节约。
综上所述,方案一为最佳方案。
二、单元电路的设计和计算1.单元电路的设计1.1第一级放大电路图根据以上分析,第一级放大电路图如下图所示:图5 第一级放大电路图如图5第一级放大电路采取同相放大电路,图中LM741为反相运算放大器,输入信号源为5mV的电压,通过运算放大器使得电压增益为10,R2是第一级交流放大器的负载,也是一级交流放大器与第二级交流放大器之间的输入电阻R i2,,,C2是第二级交流放大器的耦合电容。
两级运放设计要点
两级运放设计要点引言:两级运放是电子电路中常用的一种放大电路,它由两级放大器级联而成。
本文将介绍两级运放的设计要点,并探讨其在电子电路中的应用。
一、两级运放的基本原理两级运放由两个放大器级联组成,第一级放大器称为输入级,第二级放大器称为输出级。
输入级负责将输入信号放大并将其传递给输出级进行进一步放大,最终得到输出信号。
1. 输入级的设计要点输入级的设计要点包括:(1)选择合适的输入级放大器。
根据需求选择合适的放大器类型,如共射放大器、共基放大器或共集放大器等,以满足电路的输入阻抗和放大倍数要求。
(2)确定合适的偏置电路。
为了确保输入级的工作点稳定,需要设计合适的偏置电路来提供适当的偏置电压。
(3)考虑输入阻抗和带宽的平衡。
输入级应具有足够高的输入阻抗以避免对信号源的负载影响,同时还应考虑输入级的带宽,以确保信号能够在整个频率范围内得到放大。
2. 输出级的设计要点输出级的设计要点包括:(1)选择合适的输出级放大器。
根据输出要求选择合适的输出级放大器类型,如共射放大器、共基放大器或共集放大器等,以满足输出阻抗和输出功率要求。
(2)确定适当的负载电阻。
根据输出级放大器的特性和负载要求,选择适当的负载电阻,以确保输出信号能够得到正确的匹配和传递。
(3)考虑输出阻抗和带宽的平衡。
输出级应具有足够低的输出阻抗以减小对负载的影响,并且还应考虑输出级的带宽,以确保信号能够在整个频率范围内得到放大。
二、两级运放的应用两级运放在电子电路中有广泛的应用,下面将介绍一些常见的应用场景。
1. 音频放大两级运放可以用于音频放大电路中,将低电平的音频信号放大到足够大的电平以驱动扬声器或耳机。
通过合适的输入级和输出级设计,可以实现音频信号的放大,并保持音质的清晰度和准确性。
2. 信号传感器放大在传感器应用中,两级运放可以用于放大传感器输出的微弱信号,以便进行后续的信号处理和分析。
通过适当的输入级和输出级设计,可以提高传感器信号的灵敏度和稳定性,从而提高系统的性能。
(2023)两级放大电路实验报告(一)
(2023)两级放大电路实验报告(一)实验报告:(2023)两级放大电路实验目的•了解两级放大电路的基本原理及其特性;•掌握两级放大电路的设计方法和测量方法。
实验原理一、基本概念两级放大电路即由两级电子管、半导体器件或集成电路构成的放大器电路,其中第一级为前置放大器,第二级为功率放大器,两级之间具有放大倍数和阻抗匹配的功能。
二、两级放大电路的基本结构两级放大电路的基本结构如下图所示:输入信号 --> 前置放大器 --> 输出信号 --> 功率放大器 --> 输出信号三、放大倍数计算两级放大电路的总放大倍数等于前置放大器的放大倍数和功率放大器的放大倍数的乘积。
具体计算公式如下:Af = Af1 * Af2其中,Af为总放大倍数,Af1为前置放大器放大倍数,Af2为功率放大器放大倍数。
四、阻抗匹配两级放大电路中,前置放大器和功率放大器之间需要进行阻抗匹配,以保证信号传输的完整性和有效性。
实验步骤1.按照电路图连接电路,注意接线正确;2.使用万用表检查各电路元件的正常工作;3.对电路进行初步调节,调整前置放大器、功率放大器的偏置点;4.测量并记录各放大器的电压增益和频率响应曲线;5.测量输出信号的失真率及谐波失真度;6.分析实验数据,进行实验结论。
实验结果通过实验测量,得到两级放大电路的总放大倍数为100倍,频率响应曲线为20Hz~20kHz,失真率为5%,谐波失真度在-30dB以下,实验数据较为理想。
实验结论两级放大电路在信号传输时具有以下特点:•可以提高信号的幅度、电平和功率;•可以进行阻抗匹配,确保信号传输的完整性和有效性;•可以通过调节偏置点、增益等参数,对信号进行精细调节。
综上所述,两级放大电路是一种重要的信号处理电路,在实际应用中具有广泛的应用前景。
实验注意事项1.电路连接时应注意各电路元件的极性以及焊接是否牢固;2.电源电压和电流应控制在规定范围内,以免损坏电路;3.仪器设备操作时要规范使用,注意安全操作;4.实验数据采集时应注意数据的准确性和可重复性。
两级放大器设计范文
两级放大器设计范文在电子电路设计中,放大器是广泛应用的一种电路元件,用于增大信号幅度。
在放大器设计中,常见的一种设计是两级放大器设计。
本文将详细介绍两级放大器的设计步骤及注意事项。
一、设计步骤1.确定放大倍数:首先需要确定所需的放大倍数,通常通过分析输入信号和输出信号的电压幅度来确定。
放大倍数的选择受到输入和输出电压的限制以及系统的噪声要求等因素的影响。
2.选择放大器的类型:根据所需的放大倍数和应用要求,选择适当的放大器类型。
常见的放大器类型包括共射放大器、共基放大器、共集放大器等。
3.计算放大器参数:根据选择的放大器类型,计算所需的电路参数,包括输入电阻、输出电阻、增益、功耗等。
4.设计输入电路:根据所需的输入阻抗和输入信号频率,设计适当的输入电路,如耦合电容、终端电阻等。
5.设计输出电路:根据所需的输出阻抗和输出负载要求,设计适当的输出电路。
输出电路通常包括输出耦合电容和负载电阻等。
6.选择和计算元件值:根据所选的放大器类型和设计要求,选择适当的电容、电阻和功率放大器等元件,并计算其数值。
在计算元件值时,需要考虑电路的稳定性、频率响应和功耗等因素。
7.进行仿真和优化:使用电路仿真软件进行电路仿真,检查电路的性能和稳定性。
通过仿真结果,优化电路的设计参数,以满足设计要求。
8.装配和测试:根据设计要求,装配电路并进行测试。
测试结果应与设计目标相符。
二、注意事项1.稳定性:在设计过程中,要注意电路的稳定性。
稳定性是指放大器在各种工作条件下,如温度、电源变化等的影响下,仍能保持其增益和频率特性的稳定性。
为了提高稳定性,可以采取稳定性增强技术,如增加补偿电容、降低放大器的Q值等。
2.频率响应:放大器的频率响应是指其输出信号幅度对于输入信号频率变化的响应能力。
在设计过程中,需根据应用要求,选择适当的频率范围和带宽,并通过选择合适的元件和电路结构来优化频率响应。
3.线性度:放大器的线性度是指其输出信号与输入信号之间的线性关系程度。
晶体管两级放大电路的设计与制作
晶体管两级放大电路的设计与制作1. 引言晶体管是一种半导体器件,广泛应用于电子电路中。
晶体管可以实现信号放大的功能,而晶体管两级放大电路是一种常见的电路结构,用于增强输入信号的幅度。
本文将介绍晶体管两级放大电路的设计与制作过程。
2. 电路设计晶体管两级放大电路由两个级联的放大器组成,每个放大器中都包含一个晶体管。
在设计过程中,需要考虑以下几个方面:2.1 放大倍数根据实际需求确定所需的放大倍数。
放大倍数越高,输出信号的幅度将越大。
2.2 输入与输出阻抗匹配为了最大限度地传递信号能量,输入与输出阻抗应该尽可能地匹配。
这可以通过合适选择元件值和连接方式来实现。
2.3 直流偏置为了使晶体管工作在合适的工作点上,需要对其进行直流偏置。
这可以通过添加适当的偏置网络来实现。
2.4 反馈网络为了提高电路的稳定性和线性度,可以添加反馈网络。
反馈网络可以减小电路的非线性失真,并改善频率响应。
2.5 负载电阻为了使输出信号能够驱动负载,需要添加适当的负载电阻。
负载电阻的选择应该考虑负载的阻抗和所需的输出功率。
3. 电路制作3.1 元件选择根据设计要求选择合适的晶体管、电容和电阻等元件。
在选择过程中,需要考虑元件参数、性能和可获得性等因素。
3.2 PCB设计使用PCB设计软件进行电路布局和布线。
合理规划元件位置和连线路径,以确保信号传输的稳定性和可靠性。
3.3 焊接与组装根据PCB设计将元件焊接到PCB板上。
注意焊接质量和连接可靠性,确保每个连接点都牢固可靠。
3.4 测试与调试完成焊接后,对电路进行测试与调试。
使用示波器、信号发生器等仪器检测输入输出信号,并根据实际情况调整元件值或连接方式。
4. 结论晶体管两级放大电路是一种常见的电路结构,用于增强输入信号的幅度。
在设计与制作过程中,需要考虑放大倍数、输入输出阻抗匹配、直流偏置、反馈网络和负载电阻等因素。
通过合理选择元件和进行电路布局、焊接与组装,可以实现晶体管两级放大电路的设计与制作。
两级放大电路的设计测试与调试
两级放大电路的设计测试与调试一、实验原理:1、多级放大器的指标的计算:一个三级放大器的通用模型如图所示有模型图可以得到多级放大器的计算特点:Ri=Ri多级放大器的输入电阻等于第一级放大器的输入电阻;Ro=Ro末,多级放大器的输出电阻等于末级放大器的输出电阻;Ri后=Rl前,后级放大器的输入电阻是前级放大器的负载;Ro前=Rs后,V oo前=Vs后,前级放大器的输出电路是后级放大器的信号源;Av=Av1*Av2*Av3,总的电压增益等于各级电压增益相乘。
2、实验电路:(多级放大电路的输出电阻的测试由于multisim没有晶体管毫伏表而改用万用表其中万用表(①)用来测试各个待求脚的电位,万用表(②)用来测试输出电压)二、测试方法:本实验与前面单管放大器的设计输入输出电阻与放大增益的测试是一样的三、实验内容:1测试静态工作点领Vcc=+12V,调节Rw 使放大器的第一级工作点Ve1=1.6V,用数字万用表测量各管脚电压并记录于下表Vb1 Vc1 Ve1 Vb2 Vc2 Ve22.183 8.589 1.573.175 7.773 2.547表(1)静态工作点的测试(单位:伏特)2,放大倍数的测量调整函数发生器,是放大器Ui=5mv,f=1kHz的正弦信号,测量输出电压Uo,计算电压增益填于下表3,输入电阻和输出电阻的测量运用两侧电压法测量量级放大器的输入电阻和输出电阻,测试输入电阻时,在输入口接入取样电阻R=1kΩ。
数据分别填入下表表(2)输入、输出电阻的测量4,测量量级放大器的频率特性,并会出频率特性曲线。
用点频测试法测量两级放大器的频率特性,并求出放大器的带宽△f=f H-f L。
记录相关数据,填于下表,并要求在对数坐标席上绘出放大器的幅频特性曲线。
表(3)幅频特性的测试、图(2.1)输入电阻的测量(万用表测得的是峰峰值电压的有效值实际为7.057/2mv)图(2.b)输入电阻的测量(有效值为6.13/2)由上面两图可得Ri=6620Ω。
晶体管两级放大电路的设计与制作
晶体管两级放大电路的设计与制作1. 引言晶体管两级放大电路是一种常见的电子电路设计,在许多电子设备中都得到了广泛的应用。
本文将详细介绍晶体管两级放大电路的设计原理、电路结构以及制作过程。
2. 设计原理晶体管两级放大电路通过使用晶体管作为放大器,将输入信号放大到更高的电压或电流,以便驱动其他设备或用于信号处理。
该电路由两个放大级组成,其中第一个级别负责放大信号并提供适当的输入阻抗,而第二个级别则进一步放大信号以增加输出功率。
3. 电路结构晶体管两级放大电路通常由三个主要部分组成:输入级、驱动级和输出级。
具体结构如下:3.1 输入级输入级是整个电路的第一级,用于接收输入信号并将其放大到适当的电平。
输入级由一个信号源接入,通常采用电容耦合方式。
输入级的目标是提供足够的放大和阻抗匹配以确保信号能够顺利传递到下一级驱动级。
3.2 驱动级驱动级是整个电路的第二级,目的是进一步放大输入信号并将其驱动到输出级。
驱动级通常由晶体管级联组成。
通过适当选择晶体管的工作点,可以实现线性放大和输出功率的最大化。
3.3 输出级输出级是整个电路的最后一级,负责将放大的信号转化为输出功率。
输出级通常由功率晶体管组成,因其能够提供足够的电流和电压驱动能力。
输出级还可能包含负载电阻,以将信号有效地传递给负载。
4. 制作过程下面将介绍晶体管两级放大电路的制作过程,包括器件选择、电路布局、电路连接和焊接。
4.1 器件选择在设计晶体管两级放大电路之前,首先要选择合适的晶体管和其他电子器件。
晶体管的选择应基于其放大能力、工作频率范围和耐压等参数。
其他电子器件的选择也应与电路设计相匹配,以确保性能和兼容性。
4.2 电路布局在开始制作电路之前,需要进行电路布局设计。
电路布局应考虑信号路径的最短化、阻抗匹配和噪声抑制等因素。
同时,良好的电路布局还应避免晶体管以及其他器件之间的干扰和串扰。
4.3 电路连接完成电路布局后,开始进行电路连接。
这包括连接晶体管和其他器件之间的引脚,以及连接适当的外部元件,如电容和电阻等。
两级放大电路的设计
两级放大电路的设计设计一个两级放大电路是比较常见的任务,下面是一个例子,其中包括了详细的电路图和设计步骤。
电路图如下所示:```VinR1_____,_____AmplifierC1,___R3_________,_____AmplifierC2,___R4____Vout```设计步骤:1.确定电路的增益要求:首先需要确定想要实现的放大倍数。
假设我们的目标增益为100倍。
2.选择放大器:为了实现高放大倍数,可以使用两级放大电路。
在这个设计中,我们选择了两个晶体管放大器作为两个级别。
晶体管放大器通常有高增益和低失真,非常适合这个任务。
3.确定电路参数:根据放大倍数的要求和所选择的晶体管类型,我们需要确定电路中各个元件的参数。
-首先选择适当的电阻值R1和R3,这些电阻将决定第一个放大器的放大倍数。
-计算电容C1,这将决定第一个放大器的截止频率。
-选择电阻值R4,这将决定第二个放大器的放大倍数。
-计算电容C2,这将决定第二个放大器的截止频率。
4.计算元件值:根据上述参数选择适合的电阻和电容值。
计算电阻和电容的具体值时,需要考虑晶体管的输入和输出特性,以及对放大器的频率响应要求。
5. 进行仿真:使用电路仿真软件如LTspice来模拟电路的性能。
输入一个合适的测试信号Vin,观察输出信号Vout的波形和增益,检查是否符合设计要求。
6.调整和优化:根据仿真结果,可以进一步调整电阻和电容的值以优化电路性能,确保输出信号的稳定和正确。
7.PCB设计:一旦确定了电路的性能,可以设计一个PCB板来制作实际的电路。
在这个过程中,需要注意避免干扰和定位电路元件。
8.组装和测试:在组装电路之前,需要仔细检查电路连接和布局。
完成组装后,要对电路进行测试以确保其性能符合预期。
总结:两级放大电路设计是一个综合性的任务,需要考虑多个因素。
根据实际应用的具体要求,可以采用不同的配置和元件来设计电路,以实现所需的增益和频率响应。
通过合理的参数选择和优化,可以得到一个满足设计要求的电路。
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。
实验一 两级负反馈放大电路设计
实验一两级负反馈放大电路设计一、实验目的和任务1.观察负反馈对放大电路性能的影响;2.熟练运用放大电路增益、输入电阻、输出电阻、幅频特性的测量方法;3.加深对负反馈放大电路的原理和分析方法的理解。
二、实验原理介绍电路原理图如图1-1所示。
反馈网络由Rf、Cf、Ref构成, 在放大电路中引入了电压串联负反馈, 反馈信号是Uf 。
在实验四中已测量了基本放大电路的有关性能参数, 在本实验中将测量反馈放大电路的性能参数, 观察负反馈对放大电路性能的影响, 验证有关的电路理论。
图1-1图1-1中, 反馈系数为: (1-1)反馈放大电路的电压放大倍数Auuf、输入电阻Rif、输出电阻Rof、下限频率fLf、上限频率fHf与基本放大电路的有关参数的关系分别如下:uuuu uuuuf A F 1A A +=(1-2)i uu uu if R )A F 1(R += (1-3) )A F 1/(R R uu uu o of += (1-4) )A F 1/(f f uu uu L Lf += (1-5) H uu uu Hf f )A F 1(f += (1-6) 反馈深度为: 1+FuuAuu 对负反馈来说, (1+FuuAuu )>1其中, Auu 、Ri 、Ro 、fL 、fH 分别为基本放大电路(图1-1)的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、下限频率和上限频率。
可见, 电压串联负反馈使得放大电路的电压放大倍数的绝对值减小, 输入电阻增大, 输出电阻减小;负反馈还对放大电路的频率特性产生影响, 使得电路的下限频率降低、上限频率升高, 起到扩大通频带、改善频响特性的作用。
此外, 电压串联负反馈还能提高放大电路的电压放大倍数的稳定性、减小非线性失真。
这些都可以通过实验来验证。
基本放大电路的电压放大倍数的相对变化量与负反馈放大电路的电压放大倍数的相对变化量的关系可以用下式来表示: uuuu uu uu uuf uuf A dA A F 11A dA •+= (1-7)三、实验内容和数据记录1.设置静态工作点(1)按图连线, 注意接线尽可能短。
两级放大电路的设计
两级放大电路的设计1.设计原理:2.设计步骤:a.确定所需的放大倍数:根据输入信号的幅度和输出信号的要求,确定需要的总增益。
例如,如果输入信号范围为0-1V,输出信号范围为0-10V,那么所需的放大倍数为10。
b.选择放大器类型:根据设计要求选择适当的放大器。
常见的放大器类型包括共射放大器、共基放大器和共集放大器。
每种放大器类型都有其特定的优点和限制,需要根据实际情况进行选择。
c.确定每个放大器的放大倍数:根据总增益和放大器类型,确定每个放大器的放大倍数。
例如,如果总增益为10,可以选择第一级放大器的增益为2,第二级放大器的增益为5d.计算电路参数:根据所选放大器的特性和放大倍数,计算电路参数,包括电阻、电容和电源电压等。
这些参数决定了电路的工作条件和性能。
e.仿真和测试:使用电路仿真软件进行模拟,检查电路的性能和稳定性。
如果可能,可以通过实际电路测试来验证仿真结果。
3.注意事项:a.选择合适的放大器类型:根据需求选择适当的放大器类型。
共射放大器适用于高增益和中等输出阻抗的要求,共基放大器适用于低输入阻抗的要求,共集放大器适用于高输入阻抗和低输出阻抗的要求。
b.使用合适的元件:选择合适的电阻、电容和其他元件来满足设计要求。
尽量使用高质量和精确的元件,以确保电路的性能和稳定性。
c.控制电路稳定性:通过合理的电路布局和电源去耦等方法,控制电路的稳定性。
这包括降低反馈电容和压摆率等因素对电路性能的影响。
d.选用合适的电源:选择合适的电源电压和电流,以满足所需的输出要求。
确保电源电压和电源电流的稳定性和可靠性。
4.设计实例:假设我们需要设计一个两级放大电路,将输入信号的幅度从0-1V放大到0-10V,增益为10。
我们选择使用两个共射放大器,第一级放大器的增益为2,第二级放大器的增益为5我们可以根据每级放大器的增益和公式Av_total = Av1 * Av2来计算总增益。
在这个例子中,总增益= 2 * 5 = 10,满足设计要求。
两级放大电路的设计
放大级数的确定
多级放大电路的级数主要根据对电路的电压增益(放大倍数)的要求来确定。 由指标要求: Av>250 放大电路的级数。
电路形式的选择
要考虑的因素主要包括:是小信号放大型还是大信号(功率)放大型;各级放大电路 的组态及级间信号的耦合方式等。 由指标要求:Vi≤10mV 由Ri>10kΩ 和D<5% 由BW=50Hz~50kHz 放大电路是小信号放大型; 放大电路的组态; 放大电路级间信号的耦合方式;
由f L C1,C2,C3,CE 由f H CO
在本电路中,电容的耐压值应取实际工作电压的2倍以上.
华南理工大学电工电子教学实验中心 制作
——设计指南 《模拟电路单元及系统实验》 实验四:单级放大电路的研究
指标核算与电路确定
指标核算是指根据已设计的电路参数逐级进行理论计算,核算各项指标(静态工作 点、Av、Ri、Ro、f L、f H等)是否满足设计要求,否则需要重新设计计算。 尤其是对静态及动态指标均有影响的电路参数,需要通过指标核算,确认其取值是 否合理。 静态工作点的核算 T1级:
华南理工大学电工电子教学实验中心 制作
——电路的安装 《模拟电路单元及系统实验》 实验四:单级放大电路的研究
布线注意事项
1、布线的顺序一般是先布电源线与地线,然后按布线图从输 入到输出依次连接好各元器件和接线。在此条件下,尽量 做到接线短、接线少、测量方便。 2、集成电路的安装:集成电路引脚必须插在面包板中央凹槽 两边的孔中。 3、 为便于检查,尽可能采用不同颜色的导线;尽量在器件 周围连线,并不允许导线在集成块上方跨过,或从三极管 下方穿过。 4、查线无误,才能接通电源。查线时仍以集成电路或三极管 的引脚为出发点,逐一检查与之相连的元件和导线。
两级放大电路的设计方案(参考版)
设计指标:A V >250,R i ≥10kΩ,R L =5.1kΩ,BW=50Hz~50kHz ,D<5% 。
设计条件:输入信号(正弦信号):2mV≤V i ≤5mV ,信号源内阻:R s =50Ω,电源电压:V CC =12V ;半导体三极管9013,参数:β=100,r bb ’=300Ω,C μ=5pF ,f T =150MHz ,3V≤V CC ≤20V ,P CM =625mW ,I CM =500mA ,V (BR)CEO =40V 。
1.电路选型:小信号放大电路选用如图1所示两级阻容耦合放大电路,偏置电路采用射极偏置方式,为了提高输入电阻及减小失真,满足失真度D<5%的要求,各级射极引入了交流串联负反馈电阻。
2.指标分配:要求A V >250,设计计算取A V =300,其中T 1级A V1=12,A V2=25;R i ≥10kΩ要求较高,一般,T 1级需引入交流串联负反馈。
3.半导体器件的选定指标中,对电路噪声没有特别要求,无需选低噪声管;电路为小信号放大,上限频率f H =50kHz ,要求不高,故可选一般的小功率管。
现选取NPN 型管9013,取β=100。
4.各级静态工作点设定动态范围估算:T 1级:im1imax V112,V A ===om1V1im11284mV V A V ==⨯=。
T 2级:im2om1V284mV , 25V V A ===,om2V2im22584 2.1V V A V ==⨯=。
为避免饱和失真,应选:CEQ om CE(sat)C V V ≥+ ;可见 T 1级V CEQ1可选小些,T 2级V CEQ2可选大些。
CQ CQ CM CEQ CM T T I I I I I ≥+12取值考虑:设定主要根据,由于小信号电压放大电路较小;另从减小噪声及降低直流功率损耗出发,、工作电流应选小些。
T 1级静态工作点确定:TCQ1TCQ1T CQ1CQ1CQ1BQ1CEQ13k Ω, ',100'30026mV'100260.963mA30003000.7mA 0.07mA , V 2V>0.12VV r r r I V I r V r r I II I ββββ≥=+====-⨯≤=-====be1be1bb bb be1bb 取依可推得其中,,可求得选,T 2级静态工作点确定:一般应取CQ2CQ1I I > ,CEQ2CEQ1V V > 选 :CQ2CQ2BQ2CEQ21.2mA , 0.012mA , V 4V>3V I I I β====5.偏置电路设计计算(设BEQ 0.7V V =)T 1级偏置电路计算:Rb1BQ1BQ1CC 10100.0070.07mA 11124V33I I V V ==⨯===⨯=取故:CC BQ1b1b1124114.286k Ω0.07V V R I --=== 取标称值120kΩ 22Rb1b1b110.071200.588mW<W 8P I R ==⨯= 选b1R 120kΩ /1W 8BQ1b2Rb2Rb1BQ144463.492k Ω0.070.0070.063V R I I I =====-- 取标称值62kΩ22Rb2b2b210.063620.246mW<W 8P I R ==⨯= 选b2R 62kΩ /1W 8BQ1BEQ1BQ1BEQ1e1EQ1BQ140.7 3.3 4.67k Ω(1)1010.070.707V V V V R I I β---====≈+⨯22Rc1'EQ1c1'10.7070.30.15mW<W 8P I R ==⨯=22Rc1''EQ2c1''10.707 4.7 2.15mW<W 8P I R ==⨯=e1e111'/W ''/W 88R R ΩΩ选 300 选 4.3kCC CEQ1EQ1CC CEQ1BQ1BEQ1C1CQ1CQ1()12240.79.571k Ω0.7V V V V V V V R I I -------+====取标称值9.1kΩ22Rc1CQ1c110.79.1 4.46mW<W 8P I R ==⨯=选C1R 9.1kΩ /1W 8T 2级偏置电路计算:Rb3BQ3BQ2CC 10100.0120.12mA 11124V 33I I V V ==⨯===⨯=取故: CC BQ2b3Rb312466.67k Ω0.12V V R I --=== 取标称值68 kΩ 22Rb3Rb3b310.12680.979mW<W 8P I R ==⨯= 选b3R 68kΩ /1W 8BQ2BQ2b4Rb4Rb3BQ24437.04k Ω0.120.0120.108V V R I I I =====-- 取标称值36 kΩ22Rb4Rb4b410.108360.42mW<W 8P I R ==⨯= 选b4R 36kΩ /1W 8BQ2BEQ2BQ2BEQ2e2EQ2BQ2e2e2e2e2e140.7 3.32.723k Ω(1)1010.012 1.212'()'''56'' 2.7k ΩV V V V R I I R R R R R β---=====+⨯=Ω=分为交流负反馈、,取,22Rc2'EQ2c2'11.2120.0560.082mW<W 8P I R ==⨯=22Rc2''EQ2c2''11.2122.73.97mW<W 8P I R ==⨯=e2e211'/W ''/W 88R R ΩΩ选 56 选 2.7kCC CEQ2EQ2C2CQ212440.73.92k Ω1.2V V V R I ----+=== 取标称值3.9kΩ22Rc2CQ2c211.2 3.9 5.62mW<W 8P I R ==⨯=选C2R 3.9kΩ /1W 86.静态工作点的核算T 1级:b2CC BEQ1b1b2CQ1BQ1b1b2e162120.7120621000.67mA 12062//(1)101 4.612062R V V R R I I R R R βββ-⨯-++===⨯=⨯+++⨯+CQ1CEQ1CC CQ1c1e1(1)I V V I R R ββ=--+4.6 2.79V ⨯⨯⨯=0.67=12-0.679.1-101100符合设计要求。
含负反馈的两级阻容耦合放大电路设计
含负反馈的两级阻容耦合放大电路设计一实验目的:1.学习利用Electronics Workbench 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。
二主要仪器设备:1. 虚拟实验设备⏹操作系统为Windows XP的计算机 1台⏹Electronics Workbench Multisim 8.x~9.x电子线路仿真软件1套.2. 实际工程实验设备⏹模拟实验箱 1台⏹函数信号发生器 1台⏹示波器 1台⏹数字万用表 1台三实验原理及实验电路通常放大电路的放大倍数都是很微弱的,一般为毫伏或微伏数量级.为了推动负载工作,因此要求把几个单级放大电路连接起来,使信号逐级得到放大.因此构成多极放大电路.级间的连接方式叫耦合,如耦合电路是采用电阻,电容耦合的叫阻容耦合放大电路.本试验采用的就是两极阻容耦合放大电路,如图1-1所示.其中两极之间是通过耦合电容C2及偏置电阻连接,由于电容隔直作用,所以两极放大电路的静态工作点可以单独调试测定.两极阻容耦合放大电路的电压放大倍数Au= Au1*Au2从表面看,通过对多个单级放大电路的适当级联,可以实现任意倍数的放大。
似乎放大电路已经没有什么可以研究的了。
但是,问题并不是这么简单。
首先静态工作点与放大倍数是互相影响的,其次,放大倍数与输出电阻也可能互相影响,第三,输入电阻与放大倍数也可能互相影响.在电路中引入负反馈,可以解决这个问题。
如电路图所示.负反馈对放大电路性能主要有五个方面的影响: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四实验预习内容:1预习实验电路的原理,明确实验目的及内容2掌握放大电路的静态和动态的测试方法.3了解实验所需仪器设备的结构性能及使用方法(特别是波特图示仪)4求电路图1-1的静态工作点和电压放大倍数五实验研究分析报告参照实验电路图1-1,完成测量电路的接线,断开反馈支路。
二级运算放大电路版图设计
目录1前言12二级运算放大器电路 1电路结构 1设计指标 23 Cadence仿真软件 3schematic原理图绘制 3#生成测试电路3电路的仿真与分析4直流仿真 4交流仿真 4版图绘制5差分对版图设计6电流源版图设计 7负载MOS管版图设计 7.DRC & LVS版图验证 8DRC验证 8LVS验证 8 4结论 95参考文献 9摘要本文利用cadence软件简述了二级运算放大器的电路仿真和版图设计。
以传统的二级运算放大器为例,在ADE电路仿真中实现工艺,输入直流电源为5v,直流电流源范围27~50uA,根据电路知识,设置各个MOS管合适的宽长比,调节弥勒电容的大小,进入stectre仿真使运放增益达到40db,截止带宽达到80MHz和相位裕度至少为60。
版图设计要求DRC验证0错误,LVS验证使电路图与提取的版图相匹配,观看输出报告,要求验证比对结果一一对应。
关键词:cadence仿真,设计指标,版图验证。
AbstractIn this paper, the circuit simulation and layout design of two stage operational amplifier are briefly described by using cadence software. In the traditional two stage operational amplifier as an example, the realization of technology in ADE circuit simulation, the input DC power supply 5V DC current source 27~50uA, according to the circuit knowledge, set up each MOS tube suitable ratio of width and length, the size of the capacitor into the regulation of Maitreya, the simulation of stectre amplifier gain reaches 40dB, the cut-off bandwidth reaches 80MHz and the phase margin of at least 60.. The layout design requires DRC to verify 0 errors, and LVS validation makes the circuit map matching the extracted layout, viewing the output report, and requiring verification to verify the comparison results one by one.Key words: cadence simulation, design index, layout verification.1前言近几年来,人们已投入很大力量研究版图设计自动化,计算机辅助设计方法学在给定所需功能行为描述的数字系统设计自动化方面已经非常成功。
两级放大电路的设计
两级放大电路的设计两级放大电路是指由两个放大器级联组成的电路,常用于放大弱信号以提高信号质量和幅度。
设计两级放大电路需要考虑以下几个方面:电路拓扑结构的选择、放大器的选择、电源的设计、电路稳定性的考虑、反馈电路的设计、输出电阻的设计等。
首先,对于电路拓扑结构的选择,常见的有共射、共基和共集三种基本电路结构。
在选择拓扑结构时,需要根据具体的应用需求来选择,例如是否需要输入输出的阻抗匹配、对放大倍数和频率响应的要求等。
其次,放大器的选择是设计两级放大电路的关键。
在选择放大器时,需要考虑以下几个因素:放大器的增益和频率响应、输入输出的阻抗特性、功耗以及价格等。
常用的放大器包括晶体管放大器、操作放大器等。
在选择晶体管放大器时,需要考虑其工作范围、噪声和失真特性等,而在选择操作放大器时,需要考虑其增益带宽积、输入偏置电流、输入偏置电压等。
第三,电源的设计也是设计两级放大电路的重要一环。
电源的设计应该根据放大器的工作电压要求来确定。
在设计电源时,需要考虑电源的稳定性、噪声抑制、滤波等问题。
为了提高电路的稳定性和减小电源噪声的影响,可以采用稳压电源和滤波电路来实现。
电路稳定性的考虑也很关键。
稳定性主要和放大器的增益和相位特性有关。
为了保证电路的稳定性,可以采用负反馈电路、补偿电路等方法。
负反馈电路可以提高稳定性和线性度,而补偿电路可以提高高频响应,减小相位变化。
反馈电路的设计也需要考虑。
反馈电路可以提高电路的稳定性和线性度,降低失真。
在设计反馈电路时,需要根据具体的应用需求来选择反馈方式,例如电压反馈、电流反馈、电压电流混合反馈等。
反馈电路的设计需要考虑电阻、电容、电感等参数的选择。
最后,输出电阻的设计也是很重要的。
输出电阻是指电路输出端的等效电阻。
当输出电阻足够小时,可以提高电路的输出功率,降低对负载和输入信号源的影响。
输出电阻的设计需要根据具体的应用需求来选择,例如是否需要输出阻抗匹配、对输出功率的要求等。
两级放大器的设计
两级放大器的设计摘要:两级放大器在实际生活中有着非常重要的作用,它可以把我们生活中需要的信号进行放大来便利人们的生活。
在生活中有着非常广泛的应用。
该设计是两级放大器的设计,首先是对设计方案的选择和设计,详细分析了两级放大器的所需数据,然后在multisim中选择所需的元器件来进行电路的设计。
通过改变电路的电压来进行动态的分析。
仿真结果表明:在电路中输入的电压在第二级放大器的输出端可以准确的看到放大了1000倍,实现了题目的要求。
关键词:两级放大器;电路仿真;设计目录1.设计任务与要求2.方案设计与论证3.单元电路的设计与仿真3.1第一级放大器的设计3.2第二级放大器的3.3桥式整流电源的设计4.总电路设计及其仿真调试过程4.1总体电路的设计4.2仿真结果及其分析5.结论和心得6.参考文献1.设计任务与要求(1)中频带电压的放大增益1000(2)通频带30HZ—30KHZ(3)输出电阻10(4)输入电阻20K(5)负载电阻20K(6)最大不失真输出电压5V(7)用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计所需的正负直流电源2.方案的设计与论证两级放大器的设计具有组装简单,调试方便,工作稳定的实验电路。
设计中包括电源输入电路,一级同相放大电路,二级反相放大电路三部分。
电路原理图如下图2.1所示:图2.1 两级放大器电路原理由设计与要求可以知道,两级放大器设计的实验主要分为三部分,即对于电源输入信号和第一级放大电路,第二级放大电路的设计。
进过分析,电源输入信号电路是桥式整流滤波集成稳压块所设计出来的正负直流电源。
第一级放大电路可以是由同相放大电路的组成,第二级放大电路是由反相放大电路所组成。
由于所需要的电压放大倍数是1000,而同相放大器的电压放大倍数在1—100之间,反相放大器的电压放大倍数在0.1—100之间,因此放大1000倍的设计就可以使用这两个放大器来实现。
因为设计初稿有很多东西都是借鉴书上或者网站上的东西,Multisim 则是第一次接触的仿真软件,因此有的某些电器元件只能够使用Multisim 中所有的。
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4.16两级放大电路的设计,测试与调试一,实验目的
1,进一步掌握放大电路各种性能指标的测试方法。
2,掌握两级放大电路的设计原理,各性能指标的调试原理。
二,实验预习与思考
1,放大器性能指标的定义及其测试方法。
2,多级放大器性能指标的特点。
三,实验原理
由一支晶体管组成的基本组态放大器往往达不到所要求的放大倍数,或者其他指标达不到要求。
这是,可以将基本组态放大器作为一级单元电路,将其一级一级地连接起来构成多级放大,以实现所需的技术指标。
多级放大器级与级之间,信号源与放大器之间,放大器与负载之间的连接方式,或者说信号传输方式称为耦合方式。
耦合方式主要有电容耦合,变压器耦合和直接耦合。
1,多级放大器指标的计算
一个三级放大器的通用模型如图所示,
由模型图可以得到多级放大器的计算特点:
Ri=Ri1,多级放大器的输入电阻等于第一级放大器的输入电阻;
R0=R0末,多级放大器的输出电阻等于末级放大器的输出电阻;
Ri后=RL前,后级放大器的输入电阻是前级放大器的负载;
Ro前=Rs后,v00前=vs后,前级放大器的输出电路是后级放大器的信号源;
Av=,总的电压增益等于各电压增益相乘。
3,实验电路
实验电路如图所示可得该实验电路是一个电容耦合的两级放大器,电路中含电阻Rf的支路是下一次负反馈实验电路中反馈网络的负载效应,这里不必管他。
四,测试方法:略
五,实验内容
1,测量静态工作点
令Vcc=+12v,调节Rw,使放大器第一级工作点Ve1=,
用数字万用表测量各管脚电压并记录于下表:
静态工作点的测试
2,放大倍数的测量
调整函数发生器,使放大器Ui=5mv,f=1khz的正弦信号,测量输出电压U0,计算电压增益,填于下表中:放大倍数的测量
3,输入输出电阻的测量
运用两次电压法测量两级放大器的输入电阻和输出电阻。
测量输入电阻时,在输入口接入取样电阻R=1k Ω。
测量输出电阻时,接入负载电阻RL=1kΩ。
数据分别计入下表:
输入输出电阻的测量
Us
’Ui
Ri U0Uo’R0
5mv5250Ω380mv185mv1054
Ω
4,测量两级放大器的频率特性,并绘出频率特性曲线
用点频法测量两级放大器的频率特性,并求出放大器的带宽△f=fH-fL.记录相关数据填入下表,并要求在对数坐标系上绘出放大器的幅频特性曲线。
幅频特性曲线的测试
频率值(hz)fL/2fL f0/2f02f0fH10fH总带宽△
f
20401K2K2M20M
U0(V)0,37720M。