多级放大电路的分析与设计
多级运算电路实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解多级运算电路的工作原理及特点。
2. 掌握多级运算电路的设计方法。
3. 学习使用电子实验设备，如信号发生器、示波器、数字万用表等。
4. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理多级运算电路是由多个基本运算电路组成的，通过级联多个基本运算电路，可以实现对信号的放大、滤波、调制、解调等功能。
本实验主要涉及以下几种基本运算电路：1. 反相比例运算电路：该电路可以实现信号的放大或衰减，放大倍数由反馈电阻RF和输入电阻R1的比值决定。
2. 同相比例运算电路：该电路可以实现信号的放大，放大倍数由反馈电阻RF和输入电阻R1的比值决定。
3. 加法运算电路：该电路可以将多个信号相加，输出信号为各输入信号的代数和。
4. 减法运算电路：该电路可以实现信号的相减，输出信号为输入信号之差。
三、实验仪器与设备1. 信号发生器：用于产生实验所需的输入信号。
2. 示波器：用于观察实验过程中信号的变化。
3. 数字万用表：用于测量电路的电压、电流等参数。
4. 电阻、电容、二极管、运放等电子元器件。
5. 电路板、导线、焊接工具等。
四、实验内容与步骤1. 设计并搭建反相比例运算电路，测量并记录放大倍数、输入电阻等参数。
2. 设计并搭建同相比例运算电路，测量并记录放大倍数、输入电阻等参数。
3. 设计并搭建加法运算电路，测量并记录输出信号与输入信号的关系。
4. 设计并搭建减法运算电路，测量并记录输出信号与输入信号的关系。
5. 分析实验数据，验证实验结果是否符合理论计算。
五、实验结果与分析1. 反相比例运算电路实验结果：放大倍数为10，输入电阻为10kΩ。
分析：根据理论计算，放大倍数应为RF/R1，输入电阻应为RF+R1。
实验结果与理论计算基本一致。
2. 同相比例运算电路实验结果：放大倍数为10，输入电阻为10kΩ。
分析：根据理论计算，放大倍数应为RF/R1，输入电阻应为RF+R1。
实验结果与理论计算基本一致。
多级放大器电路实训报告
一、实验目的1. 理解多级放大器电路的工作原理与设计方法。
2. 掌握多级放大器电路的搭建与调试技术。
3. 学习分析多级放大器电路的性能指标，如电压放大倍数、输入输出电阻、频率响应等。
4. 熟悉常用放大器电路的耦合方式，如阻容耦合、直接耦合、变压器耦合等。
二、实验原理多级放大器电路是由多个单级放大电路级联而成，主要用于放大微弱信号。
通过级联多个放大电路，可以实现较高的电压放大倍数。
多级放大器电路的搭建与调试主要包括以下几个方面：1. 选择合适的放大器电路，如共射放大电路、共集放大电路、差分放大电路等。
2. 确定各级放大器的耦合方式，如阻容耦合、直接耦合、变压器耦合等。
3. 设计各级放大器的电路参数，如晶体管型号、电阻阻值、电容容值等。
4. 搭建实验电路，并进行调试。
三、实验内容1. 搭建共射放大电路，并进行调试。
（1）电路搭建：选择合适的晶体管（如2SC1815），设计电路参数，搭建共射放大电路。
（2）调试：调整偏置电阻，使晶体管工作在放大区。
通过测量输入输出电压，计算电压放大倍数。
2. 搭建阻容耦合多级放大器电路，并进行调试。
（1）电路搭建：选择合适的晶体管，设计电路参数，搭建阻容耦合多级放大器电路。
（2）调试：调整各级放大器的偏置电阻，使晶体管工作在放大区。
通过测量输入输出电压，计算电压放大倍数。
3. 搭建直接耦合多级放大器电路，并进行调试。
（1）电路搭建：选择合适的晶体管，设计电路参数，搭建直接耦合多级放大器电路。
（2）调试：调整各级放大器的偏置电阻，使晶体管工作在放大区。
通过测量输入输出电压，计算电压放大倍数。
4. 搭建变压器耦合多级放大器电路，并进行调试。
（1）电路搭建：选择合适的晶体管，设计电路参数，搭建变压器耦合多级放大器电路。
（2）调试：调整各级放大器的偏置电阻，使晶体管工作在放大区。
通过测量输入输出电压，计算电压放大倍数。
四、实验结果与分析1. 共射放大电路电压放大倍数：A_v = 40输入电阻：R_i = 1kΩ输出电阻：R_o = 1kΩ2. 阻容耦合多级放大器电压放大倍数：A_v = 200输入电阻：R_i = 10kΩ输出电阻：R_o = 1kΩ3. 直接耦合多级放大器电压放大倍数：A_v = 300输入电阻：R_i = 10kΩ输出电阻：R_o = 1kΩ4. 变压器耦合多级放大器电压放大倍数：A_v = 500输入电阻：R_i = 10kΩ输出电阻：R_o = 1kΩ五、实验总结通过本次实训，我们对多级放大器电路的工作原理、搭建与调试方法有了更深入的了解。
多级放大电路设计与调试实验报告
多级放大电路设计与调试实验报告1多级放大电路设计与调试实验报告一，实验目的:1( 自行设计，安装，调试一个放大电路，满足规定实验要求2( 对实验电路的设计，调试过程进行分析，用实验验证模拟电路分析所采用的近似方法的可行性及同实际电路特性相比的差异性。
3( 学会在对电路进行检测后，对对应的问题和不足进行对应调节，有针对性对元件进行调整的方法。
二，实验设备:直流稳压电源，函数信号发生器，交流毫伏表，万用电表，双踪示波器，BJT 三极管，电容器，电阻，导线若干。
三，实验原理:由小功率BJT组成的电压放大电路可以对交流小信号起到线性放大作用，但是由于BJT的技术特性所限，其构成电路只能在一定范围信号电压，一定信号频带宽度，一定范围环境温度内达到线性放大的目的，超出限度，便可能出现信号失真，噪声增大，甚至烧毁电路的结果，因此对电路的设计要根据具体工作要求，选取符合要求的电路组态，元件参数进行设计。
此次实验所规定的所要满足的技术参数如下:电源电压VCC=12V;电压增益音视颇简称=40dB;输入电阻Ri(20k;最大输出电压VOM (有效值)>1V;频带宽度30Hz~30KHz;负载电阻RL=2k;信号源内阻RS=1k;使用环境温度:-10~+60鉴于电路的上述工作要求，在对电路组态以及元件选取的时候有如下考虑: 1，由于电路电压增益要达到40DB，也就是要电压放大100倍，因此要选用一种高增益的电路组态，由BJT放大电路三种组态知，其中共发射极放大电路增益大，因此可选用其做为放大电路的一部分。
2，对电路输入电阻的要求为Ri>20k,而共射极放大电路的输入电阻一般较小，很难满足此种要求，考虑加入另一级电路以提高输入电阻，而射极输出电路具有高输入阻抗的特点，因此选用共集电极射极输出电路做为放大电路的输入级。
3，由电路设计要求放大信号的频带宽度为30Hz~30Khz,而放大电路中对交流信号频率响应起主要作用的是电路中的偶合电容，旁路电容，以及三极管的极间电容，因此要设法调节这些电容的大小，以满足频带宽度的要求。
多级放大电路
多级放大电路概述 电流源共发射极放大电路的组成及放大作用共集电极电路和共基极电路图解分析法本章小结微变等效电路分析法图2.7.1 多级放大器框图由于单级放大电路的放大倍数有限，不能满足实际的需要，因此实用的放大电路都是由多级组成的。
通常可分为两大部分，即压放大(小信号放大)和功率放大(大信号放大)，如图2.7.1框图所示。
前置级一般跟据信号源是电压源还是电流源来选定，它与中间主要的作用是放大信号电压。
中间级一般都用共发射极电路或组合电路组成。
末级要求有一定的输出功率供给负载R L ，称为功率放器，一般由共集电极电路，或互补推挽电路，有时也用变压器耦合放大电路。
2.7.1. 级间耦合方式在多级放大器中前置级的输入信号由信号源提供。
前级的输出信号(电压或电流)加到后级的输入端所采用的方式称为耦合，通过合电路使前后级联系起来。
前级的输出信号就是后级的输入信号源，前级的输出电阻就是后级的信号源内阻，后级的输入电阻就是级的负载电阻。
耦合方式解决的是级与级之间如何连接的问题。
对耦合方式的要求是不失真地、有效地传送信号。
在多级放大器中通常采用的耦合方式有三种，即变压器耦合、阻容耦合和直接耦合。
变压器耦合放大电路图2.7.2 变压器耦合多级放大器变压器耦合放大电路如图2.7.2所示。
它的特点是，各级工作点互相独立；通过变压器的阻抗变换作用，使级与级之间达到阻抗配，以获得最大功率输出。
缺点是体积大，笨重、价格高、频率响应差(高频段受线圈之间分布电容的影响，低频段受电感的影响不利于小型化，在低频小信号多级电压放大器中一般不采用。
在功率放大器中，有时选用。
阻容耦合放大电路图2.7.3 阻容耦合多级放大器阻容耦合(实际上应该称为电容耦合)放大电路如图2.7.3所示。
它的特点是，各级静态工作点互相独立，体积小，价格低。
缺点当频率很低时，电容的容抗不能忽略，输出电压比中频时低，低频响应差，级与级之间阻抗严重失配。
直接耦合放大电路图2.7.4 直接耦合多级放大器直接耦合放大电路如图2.7.4所示。
第3章 多级放大电路
+ VCC
RB1
RC1
T1
RE2
T2
ui
RC2
利用NPN型管和 型管和PNP型管进行电平移动 利用 型管和 型管进行电平移动
uo
第三章 多级放大电路
（2）直接耦合放大电路的优缺点 ） 优点： 优点： （1）电路可以放大缓慢变化的信号和直流信号 电路可以放大缓慢变化的信号和直流信号。 电路可以放大缓慢变化的信号和直流信号 由于级间是直接耦合，所以电路可以放大缓慢 变化的信号和直流信号。 （2）便于集成 便于集成。由于电路中只有晶体管和电阻， 便于集成 没有电容器和电感器，因此便于集成。 缺点： 缺点： （1）各级的静态工作点不独立，相互影响。会给设计、 计算和调试带来不便。 （2）引入了零点漂移问题。零点漂移对直接耦合放大 电路的影响比较严重。
ri2 Ⅱ
Ⅰ r o1
ɺ E S1
+ _
+ ɺ U o1 _
Ⅱ
+ ɺ Uo _
级间关系
后级的r 等效为前级的R 后级的 i等效为前级的 L 前级的ro等效为后级的RS 前级的 等效为后级的
第三章 多级放大电路
RB1
C1
RC1
C2 +
′ RB1
RC2 + T C3 2
+ U CC
+ RB2
RE 1
RS
2）变压器耦合多级放大电路基本上没有温漂现象。 变压器耦合多级放大电路基本上没有温漂现象。
3）变压器在传送交流信号的同时，可以实现电流、 ）变压器在传送交流信号的同时，可以实现电流、 电压以及阻抗变换。 电压以及阻抗变换。 缺点： ）高频和低频性能都很差； 缺点： 1）高频和低频性能都很差； 2）体积大，成本高，无法集成。 ）体积大，成本高，无法集成。
多级放大电路课程设计
多级放大电路课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握多级放大电路的基本原理和分析方法，能够运用所学知识分析和解决实际问题。
具体目标如下：1.知识目标：•了解多级放大电路的组成和作用；•掌握放大电路的静态工作点和动态工作点调整方法；•熟悉多级放大电路的频率特性和失真现象；•掌握多级放大电路的测试和调试方法。
2.技能目标：•能够运用多级放大电路分析方法，分析和解决实际电路问题；•能够运用示波器、信号发生器等实验设备进行多级放大电路的测试和调试；•能够绘制多级放大电路的原理图和测试曲线。
3.情感态度价值观目标：•培养学生的科学思维和实验操作能力；•增强学生对电子技术的兴趣和自信心；•培养学生团队合作和交流分享的学习态度。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括多级放大电路的基本原理、分析方法、测试和调试方法。
具体内容包括：1.多级放大电路的组成和作用：介绍多级放大电路的基本组成部分，如输入级、输出级、中间级等，以及它们的作用和相互关系。
2.放大电路的静态工作点和动态工作点调整：讲解如何通过调整偏置电阻等元件的值，使得放大电路在合适的静态工作点工作，以及如何通过反馈网络调整动态工作点。
3.多级放大电路的频率特性和失真现象：分析多级放大电路的频率特性，如低频特性和高频特性，以及失真现象的产生原因和解决方法。
4.多级放大电路的测试和调试方法：介绍使用示波器、信号发生器等实验设备进行多级放大电路的测试和调试的方法，如测试放大倍数、频率响应等。
三、教学方法本节课采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
具体方法包括：1.讲授法：通过讲解多级放大电路的基本原理和分析方法，使学生掌握相关知识。
2.讨论法：学生进行小组讨论，分享各自对多级放大电路的理解和疑问，促进学生之间的交流和合作。
3.案例分析法：通过分析实际电路案例，使学生能够将所学知识应用于实际问题中。
4.实验法：安排学生进行多级放大电路的实验操作，培养学生的实验操作能力和科学思维。
多级放大电路Multisim
一、功能利用两个共发射极放大电路构成的两级阻容耦合放大电路实现对输入电压的放大功能。
二、性能指标电路的主要性能有电压放大倍数Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro、同频带BW三、电路图四、原理分析及理论计算㈠原理分析：将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端称为阻容耦合方式，上图所示为两级阻容耦合放大电路且两级均为共射放大电路。
由于电容对直流量的阻抗为无穷大，因而阻容耦合放大电路各级之间的直流通路各不相通，各级的静态工作点相互独立，在求解或实际调试Q点时可按单级处理，所以电路的分析与设计和调试简单易行。
而且，只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，前级的输出信号就可以几乎没有衰减的传递到后级输入端，因此在分立件电路中阻容耦合方式得到非常广泛的应用。
由于前后两级电路静态工作点相互独立，接下来将对典型单级阻容耦合放大电路进行分析，对第一级：1、第一级是典型的阻容耦合共射级放大电路，它采用的是分压式电流负反馈偏置电路。
放大器的静态工作点Q主要由Rb1、Rb2、Re、Rc及电源电压所决定。
该电路利用电阻Rb1、Rb2的分压定基级电位Vbq，如果满足条件I1>>Ibq，当温度升高时，Ic q↑→Ve q↑→Vb e ↓→Ib q↓→Ic q↓,结果抑制了Ic q的变化，从而获得稳定的静态工作点。
2、基本关系式只有当I1>>Ibq时，才能保证Vbq恒定。
这是稳定点工作的必要条件，一般取I1=（5~10）Ib q（硅管），I1=（10~20）Ib q（锗管），负反馈越强，电路的稳定性越好。
所以要求Vbq>> Vb e，即Vbq=（5~10）Vb e，一般取Vbq=（5~10）V（硅管），Vbq=（5~10）V（锗管）电路的静态工作点由下列关系式确定R e≈(Vbq- Vb e)/ Ic q= Ve q/ Ic q，对于小信号放大器，一般Ic q=0.5mA到2mA，Veq=(0.2～0.5)VccRb2=Vbq/ I1==【Vbq/（5~10）Ic q】βRb1≈[（Vcc-Vbq）/Vbq]×Rb2Vceq≈Vcc- Ic q(Re+Rc)3、主要性能指标及测试方法①电压放大倍数Av=V o/Vi=-βRl’/rbe 式中Rl’=Rc//Rl ，rbe为晶体管内阻，即Rbe=rb+(1+β)26mV/{Ieq}. mA，测量放大倍数实际是测量放大器的输入电压与输出电压的值。
模电设计多级放大电路实验报告
摘要单级放大电路的电压放大倍数一般可以达到几十倍，然而，在许多场合，这样的放大倍数是不够用的，常需要把若干个单管放大电路串接起来，组成多级放大器，把信号经过多次放大，从而得到所需的放大倍数。
在生产实践中，一些信号需经多级放大才能达到负载的要求。
可由若干个单级放大电路组成的多级放大器来承担这一工作。
在多级放大电路的前面几级，主要用作电压放大，大多采用阻容耦合方式; 在最后的功率输出级中，常采用变压器藕合方式’;在直流放大电路及线性集成电路中，·常采用直接接藕合方式。
摘要 (2)第一章放大电路基础 (3)1.1 放大的概念和放大电路的基本指标：1.2 三种类型的指标第二章基本放大电路 (7)2.1 BJT 的结构 (7)2. 2 BJT的放大原理 (8)第三章多级放大电路 (9)3.1 多级放大电路的耦合方式 (9)3.2 放大电路的静态工作点分析 (11)3.3 设计电路的工作原理 (12)3.4计算参数 .......................................................................................................... .. (13)总结......................................................................................................................... (14)参考文献 ................................................................................................................ (14)第一章放大电路基础放大的概念和放大电路的基本指标：“放大”这个词很普遍，在很多场合都会发现放大的现象的存在。
多级放大电路
多级放大电路的输入电阻ri等于从第一级放大电路的输入 端所看到的等效电阻，也就是第一级的输入电阻，即
ri ri1
多级放大器的输出电阻ro等于从最后一级放大电路的负载 两端（不含负载）所看到的等效电阻，也就是最后一级的输
出电阻，即
ro ron
多
级放
放大
大倍
电 路
数 的 分
贝
表
示
法
1.4
第9页
当多级放大电路级数较多时，电压放大倍数的计算和表示都很不方便。 在实际工程中，电压放大倍数常用分贝（dB）表示，称为增益，即
•
Au
20 lg
Uo
•
(dB)
Ui
用增益表示多级放大电路的总电压放大倍数时，总增益应为各级增益之 和，即
Au (dB) Au1(dB) Au2 (dB) Aun (dB)
图10-14 直接耦合两级放大电路
第5页
多多
级级
放放
大大
电 路
电 路 的
耦
合
方
式
1.2
1 直接耦合
但直接耦合电路中存在以下两个问题： ① 级与级之间的直接相连导致静态工作点之间相互影响，不利于电路的 设计、调试和维修。抑制措施主要有两个：抬高后级发射极电位、用PNP和 NPN管配合实现电平移动。 ② 直接耦合电路中存在零点漂移现象。零点漂移现象是指输入电压为零 时，输出电压偏离零值变化的现象。产生零点漂移现象的主要原因是晶体管 的参数随温度的变化而变化，从而引起各级静态工作点发生变动，因此，零 点漂移又称为温度漂移。直接耦合电路中，第一级的漂移对输出的影响最大， 所以，零点漂移的抑制着重在第一级。
采用分贝表示法的好处是它能从分贝的数值上直观表示出放大电路对信 号增益的增加或衰减，给计算和使用带来很多方便。
《多级放大电路》课件
电压放大倍数等于输出电压与输入电压的比值，即A=Uo/Ui。
03
影响因素
影响电压放大倍数的因素包括晶体管的参数、电路元件的参数以及电路
的连接方式等。
输入输出电阻
输入电阻
输入电阻是指多级放大电路对信号源所呈现的电阻，反映 了电路对信号源的负载能力。输入电阻越大，信号源的有 效功率越大，电路的性能越好。
稳定性问题
总结词
稳定性问题是指多级放大电路在工作过程中，由于各种原因导致电路性能的不稳定，出现波形失真、增益下降等 现象。
详细描述
稳定性问题可能是由于电路中元器件的参数变化、温度和湿度等环境因素的影响、电源电压的波动等原因引起的。 解决稳定性问题需要采取一系列措施，如改善电路的散热条件、减小环境因素的影响、稳定电源电压等，以保证 多级放大电路的稳定可靠运行。
音频放大器性能指标
音频放大器的性能指标包括频率响应、失真度、信噪比和输出功率 等。
功率放大器
功率放大器概述
功率放大器是一种将微弱的信号放大到足够大的功率，以驱动负 载的电子设备。
功率放大器电路组成
功率放大器通常由输入级、中间级和输出级等部分组成。
功率放大器性能指标
功率放大器的性能指标包括功率增益、效率、失真度和带宽等。
稳定性
稳定性
稳定性是指多级放大电路在各种工作条件下保持性能稳定的 能力。稳定性是多级放大电路的重要性能指标之一。
影响因素
影响稳定性的因素包括温度、电源电压的变化、晶体管的参 数变化以及电路元件的老化等。为了提高稳定性，可以采用 负反馈、温度补偿、选用性能稳定的晶体管等措施。
03
多级放大电路的设计与实现
带宽原则
根据信号频率范围，选 择合适的元件和电路拓 扑，保证电路具有足够
实验报告多级放大电路
实验报告多级放大电路引言多级放大电路是电子工程学中非常常见且重要的实验之一。
在本次实验中，我们将设计和搭建一个多级放大电路，然后测试并分析其性能。
多级放大电路在信号处理、音频放大等领域具有广泛的应用。
实验目的1. 学习多级放大电路的基本工作原理。
2. 设计和搭建一个多级放大电路，并测试其信号放大性能。
实验原理多级放大电路是由多个级联的放大器构成的，每个放大器被称为一个放大级。
每个放大级的输出作为下一个放大级的输入，因此输出信号将会经过多次放大。
多级放大电路的基本工作原理如下：1. 输入信号经过第一级放大器放大，得到一级放大信号。
2. 一级放大信号作为输入信号，经过第二级放大器放大，得到二级放大信号。
3. 二级放大信号作为输入信号，经过第三级放大器放大，得到三级放大信号，以此类推。
4. 最后一级的输出信号即为多级放大电路的输出信号。
多级放大电路通常由两种类型的放大器组成：电压放大器和功率放大器。
电压放大器用于放大输入信号的电压大小，而功率放大器用于放大信号的功率。
实验步骤与结果1. 根据实验要求，设计和搭建一个三级放大电路，其中第一级为电压放大器，后两级为功率放大器。
2. 连接实验电路，并检查电路连接是否正确。
3. 输入一个信号，测试多级放大电路的输出信号大小。
4. 使用示波器监测电路的频率、相位等性能指标，并进行记录。
5. 分析实验结果，并与理论计算进行比较。
实验结果显示，多级放大电路能够将输入信号的电压和功率进行相应的放大。
输出信号的大小与输入信号的幅度差异很大，从而实现了对信号的放大处理。
同时，电路的频率和相位表现良好，没有明显的失真或偏移现象。
实验分析与讨论1. 多级放大电路的放大倍数会随着级数的增加而增加，从而达到更大的信号放大效果。
2. 电路中的放大器应具有足够的带宽，以确保输入信号的频率范围能够得到充分的放大。
3. 多级放大电路中放大器的稳定性对于整个电路的性能至关重要，应注意稳定性分析与设计。
电路中的多级放大器设计与分析
电路中的多级放大器设计与分析介绍：电路中的多级放大器是在电子设备中常见的一种电路结构。
多级放大器可以将电信号放大到理想的程度，以满足对信号处理的需求。
本文将探讨多级放大器的设计与分析。
一、多级放大器的原理与结构多级放大器由多个放大级组成，每个放大级都能够将输入信号放大。
多级放大器一般是由级联的增益电路组成，每个级别的增益叠加使得整个电路的增益更大。
二、多级放大器的设计要点1. 选择合适的放大器类型：根据不同的需求可以选择不同类型的放大器。
常见的选择包括共射放大器、共基放大器、共集放大器等。
2. 确定电路增益：在设计多级放大器时，需要考虑整个电路的总增益。
通过计算每个级别的增益以及级联时的增益叠加，可以得到整个电路的总增益。
3. 确定电路稳定性：多级放大器中的每个级别都会引入一定的相移和相位延迟，这可能导致电路不稳定。
设计时需要考虑如何抵消或降低相移和相位延迟的影响，以保持整个电路的稳定性。
三、多级放大器的分析方法1. 构造增益-频率响应曲线：通过优化不同级别的放大电路，可以得到每个级别的增益-频率响应曲线。
通过观察这些曲线，可以找到电路在不同频率下的增益特性，进而对电路进行调整和优化。
2. 频率补偿：多级放大器中的每个级别都可能引入不同的频率衰减。
可以通过添加补偿电路或通过改变元件参数来调整频率响应，以提高整个电路的平坦度。
3. 相位裕度：多级放大器中的相位变化可能导致信号失真或干扰。
在设计和分析过程中，需要探索相位裕度并进行调整，以确保信号的准确传输。
四、多级放大器的应用领域多级放大器广泛应用于各种电子设备中，如音响系统、通信设备和放大器电路等。
其中，音响系统中的前级放大器用于信号处理与放大，而后级放大器则负责驱动扬声器。
结论：多级放大器是电路设计中常见的一种结构，通过合理的设计与分析，可以实现对信号的放大和处理。
掌握多级放大器的设计要点和分析方法，对电子工程师来说是非常重要的。
通过不断探索和优化，可以进一步提高多级放大器的性能，满足不同应用领域的需求。
08第八讲多级放大电路
§2-4 多级放大电路
问题： 1、多级放大电路有哪些耦合方式？各有什么特点？集成运 放采用何种耦合方式？ 2、什么叫零点漂移？零漂产生的原因是什么？怎样抑制零漂？ 3、如何计算多级放大电路的静态工作点和动态性能指标？
RC1
R1
C2
Re4 VT4 VT7 VT9 RC9
+VCC
ui
Rb1
VT1
VT2
uo uo1 uo 2 uo( n1) uo Au Au1 Au2 Aun ui ui ui1 uo( n2) uo( n1)
多级放大器的总电压增益等于各级电压增益的乘积；
应该把后级的输入电阻作为前级的负载电阻。
*计算单级的增益时要注意负载效应：
EC
CC
Rb1 u C 1
i
RC
1
Rb2 RC2
CC EC C3
u
O
Rb1
RC1
RZ RC2 Re1
C2
ui
uO
Re2
（二）多级放大电路动态指标的估算 + ui Ri Ro1 Ri1
Auo1ui
+ + uo1 ui2 - -
Ro2 Ri2
Auo2ui2
+ + uo2 · · in ·u -
Ron Rin
（二）变压器耦合 EC Tr1 Rb11 Rb21 Tr2 RL uO Tr3
Ce2
ui
Rb12
Rb22 Cb1 Cb2 Re1 Ce1
Re2
优点：①各级工作点相互独立； ②具有阻抗变换作用，可实现阻抗匹配。 缺点：①不适合放大缓变信号；②笨重，成本高； ③不能集成化。 适用场合： 高频小信号调谐放大器，某些低频功放
多级低频电压放大器课程设计
多级低频电压放大器课程设计多级低频电压放大器课程设计作为电子工程专业的学生，学习电路设计是我们必须掌握的一项重要技能。
其中，多级低频电压放大器是电路设计的基础之一。
本文将从课程设计的目标、内容、方法、实验流程及效果等方面进行探讨。
一、设计目标1. 了解电路功能及结构多级低频电压放大器可以将信号放大，其关键在于对信号的处理和传输。
通过设计实验，学生应该了解电路的基本功能和结构，为日后电路设计打下基础。
2. 掌握电路参数测量方法除了掌握基本理论，实验还需要掌握电路参数测量方法。
包括电路工作点、增益、带宽、输出电阻等参数的测量方法。
掌握测量方法，不仅能够对电路的性能进行评估，也能够发现电路的缺陷和问题。
3. 培养实验能力和创新思维除了学习基本理论和技能，课程设计还要求学生具备实验能力和创新思维。
实验过程中，学生需要通过实践来巩固和提高其技术水平，同时要能够对实验结果进行分析和判断，并提出改进措施。
二、设计内容1. 电路设计要求本课程设计所涉及到的多级低频电压放大器，要求具备以下技术指标：（1）电路工作电压：5V；（2）工作电流：<20mA；（3）增益：>100；（4）带宽：10Hz~20kHz；（5）输出电阻：<10kΩ；（6）最大输出电压：3V。
2. 设计步骤（1）选取晶体管型号和参数：本实验采用三极管BFR93A，具有高输入阻抗、高转移比和低噪声等特点。
（2）电路结构设计：选用共射、共集级联的结构，并根据需求进行二极管偏置，电源滤波等设计。
（3）参数计算：根据电路结构和要求，计算各种参数，如工作点稳定电阻、电容选取、负载电阻等。
（4）电路布局设计：布局应尽量规整，保证电源电容与集电电阻的间隔，减少杂散电容对信号的干扰。
（5）PCB设计：利用CAD软件进行电路原理图和PCB板图的绘制，满足电路布局要求。
（6）调试和测试：根据实际电路需要调节工作点、电容和电阻配置，测试电路的性能。
三、设计方法1. 理论学习和模拟仿真在实验前，学生应先学习相关理论知识，并进行仿真试验，以掌握电路工作原理和性能特点。
多级放大电路
第五章多级放大电路第一节多级放大电路在实际工作中，为了放大非常微弱的信号，需要把若干个基本放大电路连接起来，组成多级放大电路，以获得更高的放大倍数和功率输出。
多级放大电路内部各级之间的连接方式称为耦合方式。
常用的耦合方式有三种，即阻容耦合方式、直接耦合方式和变压器耦合方式。
1.多级放大电路的耦合方式1.1阻容耦合通过电容和电阻将信号由一级传输到另一级的方式称为阻容耦合。
图所示电路是典型的两级阻容耦合放大电路。
优点：耦合电容的隔直通交作用，使两级Q相互独立，给设计和调试带来了方便；缺点：放大频率较低的信号将产生较大的衰减，不适合传递变化缓慢的信号，更不能传递直流信号；加之不便于集成化，因而在应用上也就存在一定的局限性。
1.2直接耦合多级放大电路中各级之间直接（或通过电阻）连接的方式，称为直接耦合。
直接耦合放大电路具有结构简单、便于集成化、能够放大变化十分缓慢的信号、信号传输效率高等优点，在集成电路中获得了广泛的应用。
直接耦合放大电路存在的最突出的问题是零点漂移问题。
所谓零点漂移是指把一个直接耦合放大电路的输入端短路时，即输入信号为零时，由于种种原因引起输出电压发生漂移（波动）。
1.3变压器耦合变压器耦合放大电路如图所示。
这种耦合电路的特点是：级间无直流通路，各级Q独立；变压器具有阻抗变换作用，可获最佳负载；变压器造价高、体积大、不能集成，其应用受到限制。
1.4级间耦合的优、缺点及应用比较2.直接耦合放大电路的特殊问题——零点漂移2.1零点漂移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，即输入信号为零时，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。
如晶体管的参数随温度的年华、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，又已第一、第二级的漂移影响最为严重。
因此，抑制零点漂移着重点在第一、第二级。
2.2差分式放大电路（观看视频）在直接耦合多级放大电路中抑制零点漂移最有效的电路结构是差动放大电路。
第11讲多级放大电路的耦合方式及分析方法
UCE1=UBE2=0.7V→T1管饱 和——解决直流电平配置 问题：保证各级Q点正常； 信号损失最小。
问题2：存在零点漂移现象*——输入为零，输出电压 产生变化的现象。
*当uI=0，前级由温度变化所引起的电流、电位的变化会逐级放 大→uO≠0（偏离零点）。
第三章 多级放大电路
▲如何设置合适的静态工作点？
（1）Re垫高UE2：UCE1=UBE2+URe
问题：Re→Au2↓；可并接
Ce→体积大，且不易集成。
Re
◇ 用什么元件取代Re ，既可保
证合适的Q点，又使Au2下降不多？
稳压管
（2）用1～2只二极管D代替Re: 每只UD=0.7V，而交流 rD=△uD/△iD较小（几十欧）
第三章 多级放大电路
第三章 多级放大电路
3.1 多级放大电路的耦合方式 3.2 多级放大电路的动态分析 3.3 直接耦合放大器
第三章 多级放大电路
第十讲 多级放大电路的 耦合方式及分析方法
一、多级放大电路的耦合方式 二、多级放大电路的动态分析
第三章 多级放大电路
3.1 多级放大电路的耦合方式
实际应用中，对放大电路提出多方面的性能要求，如 Au＝104、Ri=2MΩ、 Ro=100Ω，单级放大电路不可能同 时满足→多级放大电路。
第三章 多级放大电路
3.1.4 光电耦合 （1）光电耦合器及其传输特性
发光管D与光电管T相互绝缘地组合在一起，能有效抑制干扰。 D光∝iD(uD)； iC∝D光
返回
第三章 多级放大电路
（2） 光电耦合放大电路
iD
iC
|uO|∝iC∝D光∝iD∝uS
|uO|∝uS
多级放大电路
第三章多级放大电路3.1 放大电路产生零点漂移的主要原因是[ ]A.放大倍数太大B.采用了直接耦合方式C.晶体管的噪声太大D.环境温度变化引起参数变化3.2 差动放大电路的设置是为了[ ]A.稳定放大倍数B.提高输入电阻C.克服温漂D.扩展频带3.3 差动放大电路用恒流源代替Re是为了[ ]A.提高差模电压放大倍数B.提高共模电压放大倍数C.提高共模抑制比D.提高差模输出电阻3.4 在长尾式差动放大电路中, Re的主要作用是[ ]A.提高差模电压放大倍数B.抑制零点漂移C.增大差动放大电路的输入电阻D.减小差动放大电路的输出电阻3.4 差动放大电路的主要特点是[ ]A.有效地放大差模信号，强有力地抑制共模信号B.既可放大差模信号，也可放大共模信号C.只能放大共模信号，不能放大差模信号D.既抑制共模信号，又抑制差模信号3.5 若三级放大电路的AV1=AV2=20dB,AV3=30 dB，则其总电压增益为[ ]A. 50dBB. 60dBC. 70dBD. 12000dB3.6 设计一个输出功率为10W的扩音机电路，若用乙类推挽功率放大，则应选两个功率管的功率至少为[ ]A. 1WB. 2WC. 4WD. 5W3.7 与甲类功率放大方式比较，乙类推挽方式的主要优点是[ ]A.不用输出变压器B.不用输出端大电容C.无交越失真D.效率高3.8 乙类放大电路是指放大管的道通角等于[ ]A.360oB.180oC.90oD.小于 90o3.9 集成功率放大器的特点是[ ]A.温度稳定性好，电源利用率高，功耗较低，非线性失真较小。
B.温度稳定性好，电源利用率高，功耗较低，但非线性失真较大。
C.温度稳定性好，功耗较低，非线性失真较小，但电源利用率低。
D.温度稳定性好，非线性失真较小，电源利用率高，功耗也高。
3.10 填空。
1、在三级放大电路中，已知|Au1|=50，|Au2|=80，|Au3|=25，则其总电压放大倍数|Au|= ，折合为 dB。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
摘要
电子设备中，往往需要放大微弱的信号，这主要是通过放大电路实现的。
基本放大电路由单个晶体管或场效应管构成，为单级放大电路，其电压放大倍数可以达到几十倍。
而当信号非常微弱时，单级放大电路无法满足放大需求，此时我们把若干个单级放大电路串接在一起，级联组成多级放大电路。
本文主要研究多级放大电路的分析与设计，根据各级电路级间耦合方式的不同，分别设计了直接耦合放大电路、阻容耦合放大电路和光耦合放大电路，分析了电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等指标特性。
在此基础上，讨论了差分放大电路以及消除互补输出级交越失真的方法。
最后，以前面的讨论为基础，设计了一款具有差分输入的多级放大电路，对电路性能指标进行了设定，并分析了各部分的作用。
2.1直接耦合多级放大电路的设计
2.1.1 设计原理
根据设计要求，本设计主要采用两级放大，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2.1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2.1 直接耦合两级放大电路
通常在第二级的发射极接入稳压二极管，这样既提高了第二级的基级电位，也使第一级的集电极静态电位抬高，脱离饱和工作区，可以使整个电路稳定正常的工作，稳定三极管的静态工作点。
但是在一个多级放大电路的输入端短路时，输出电压并非始终不变，而是会出现电压的随机漂动，这种现象叫做零点漂移，简称零漂。
产生零漂的原因有很多，主要是以下两点：一方面，由于元器件参数，特别是晶体管的参数会随温度的变化而变化；另一方面，即使温度不变化，元器件长期使用也会使远见老化，参数就会发生变化，由温度引起的叫做温漂，由元器件老化引起的叫做零漂，在多级放大电路中，第一级的影响尤为严重，它将被逐级放
大，以至影响整个电路的工作，所以零漂问题是直接耦合放大电路的特殊问题。
解决零漂的方法有很多种，例如引入直流负反馈来稳定静态工作点，以减小零漂；利用温度补偿元件补偿放大管的零点漂移，利用热敏电阻或二极管来与工作管的温度特性相补偿；利用工作特性相同的管子构成对称的一种电路—差动放大电路，这是最为行之有效的方法，故本次设计采用差动放大电路来设计实现。
2.1.2 设计电路与仿真
仿真电路如图2.2所示，第一级为差分输入电路，第二季为放大电路，第一级的两个差分对管由两个特性相同的管子构成，属于双端输入单端输出电路。
图2.2 仿真电路图
为了电路处在正常的工作范围内，需要在零输入的情况下，是系统的输出尽可能的小，所以在测试过程中，需要校准调零，除此之外，在第一级采用射级差动电路，共射级输出接三极管，该三极管的基级利用3.7V的稳压管来实现供电，使得差分管的集电极电位保持稳定电位，减小集电极电流的变化，使得管子正常工作，提高稳定性。
如图2.3所示，万用表显示调零示数
图2.3 调零示数显示
调零过程中，电位的变化如表2.1所示
表2.1
由于整个输入级采取差分输入的电路，因此在测量的过程中，测出的电压放大倍数就是差模电压放大倍数，整个电压的测量结果利用示波器显示，示波器显示结果如图2.4所示，测量结果表格如表2.2所示
图2.4 示波器测量结果图
表2.2 电压放大倍数的测试
为了更好完善电路的功能，电路的设计的过程中考虑到共模抑制比的问题，在测量的过程中考虑到，工模电压放大倍数的测量，整个测量电路图与整个仿真电路图相同，测量数据的表格如表2.3所示
表2.3 共模电压倍数的测量
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.
2.2 阻容耦合多级放大电路
2.2.1 设计原理
图2.5 阻容耦合多级放大电路
通过电阻和电容将前级输出接下一级的输入，相当于只接入了一个电容，但考虑到输入电阻，则每个电容都与电阻相连，故称这种连接为阻容耦合。
前后级电路通过前一级的电容与后一级的电阻相连，实现前后级耦合，耦合电容起隔直流通交流的作用，因此，各级静态工作点彼此独立，互不影响。
只要耦合电容足够大，前级信号就能在一定的频率范围内几乎无衰减的通过。
阻容耦合电路具有交流信号传输损失小，放大倍数高，电路的温漂小，体积小，成本低等优点而被广泛的应用。
2.2.2 设计电路及仿真
仿真电路如图2.5所示，前一级为共集电极放大电路，前一级的带负载能力比较强，后一级为共射级放大电路，电流与电压的放大倍数比较大。
图 2.5 阻容耦合多级仿真电路
如图所示，经过计算电路的输入电阻为82KΩ，输出电阻10KΩ，第一级的放大倍数为0.968，第二级的放大倍数为-147，从而得到整个电路的放大倍数为-114，下面就瞬态响应，直流分析，交流分析对电路进行讲解。
瞬态分析的过程主要是对针对电路的时域响应进行分析，本次设计主要针对电路的设计，将电路的几个节点的电压情况进行分析，第一级的输入节点1，第一级的输出节点3，第二级的输出节点8，瞬态分析的波形图如图2.6,2.7,2.8所示，分别为节点1,3,8的波形图
图2.6
图 2.7
图2.8
根据仿真的波形图，观察输出电压的幅值，可知第一级的放大倍数约为0.968左右，总的放大倍数约为114左右，满足理论计算的要求，同时输出波形的失真比较小，满足放大电路的设计要求。
交流分析，交流分析主要是对频率，幅度的分析，仿真过程如图2.9,2.10所示
图2.9 交流分析参数设置
图2.10 交流仿真结果
交流仿真的过程主要是对节点8的输出电压信号进行仿真观察，由上述的波形图可
知，电路的放大倍数约为110左右，与理论计算结果相符合，同时可以看到幅度和相位对于频率的响应，电路在频率为100Hz-1MHz之间可以保证信号几乎无失真的通过，放大电路对于频率在这一范围内的信号的放大能力最强，由于电路中电容、电感及半导体器件结电容等电抗元件的存在，在输入信号较低或较高时，放出倍数的数值会下降并产生相移。
直流分析，直流分析主要是用来实现对于直流信号扫描过程中的响应，仿真的过程如图2.11，2.12所示
图2.11 直流参数设置
2.12 直流仿真结果
扫面过程中的信号源为VCC，电路的扫描范围设置为0-12V，观察节点6的电压变化情况，输出变量V相对于输入变量的小信号转移特性分析。
在线性扫描的情况下，当VCC在
0-12V变化时，V6在0-19V内线性变化。
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。
而且只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，前级电容容量较大，前级的输出信号就可以几乎没有衰减地传递到后级的输入端，但只是在一定频率范围内具有这样的放大能力，对于低频和高频的放大能力较弱。