多級放大電路的設(shè)計(jì)及測試

1、3.16多級放大電路的設(shè)計(jì)及測試一、 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)與思考設(shè)計(jì)任務(wù)和要求(1) 基本要求：用給定的三極管2SC1815（NPN），2SA1015（PNP）設(shè)計(jì)多級放大器，已知，要求設(shè)計(jì)差分放大器恒流源的射極電流，第二放大級射極電流；差分放大器的單端輸入單端輸出不失真電壓增益至少大于倍，主放大級的不失真電壓增益不小于倍；雙端輸入電阻大于，輸出電阻小于，并保證輸入級和輸出級的直流電位為零。給出設(shè)計(jì)過程，畫出設(shè)計(jì)的電路，并標(biāo)明參數(shù)。首先設(shè)計(jì)，第一級的差分放大電路要使兩端串聯(lián)的電阻值一樣然后集電極的兩個(gè)電阻的阻值也要差不多最后為確保發(fā)射極上的電阻為無窮大，則需要利用長尾式差分電路，確定其發(fā)射極電阻來構(gòu)成一個(gè)

2、電流源然后設(shè)計(jì)主放大部分，要使發(fā)射極和集電極上的電阻的差值足夠大，以使其達(dá)到放大倍的要求，但還要確保阻值的合理性，以使三極管不會處于截止區(qū)或者飽和區(qū)最后設(shè)計(jì)輸出級電路要選用盡可能小的電阻，以確保輸出電阻可以足夠的小，以達(dá)到要求最后還要注意避免互補(bǔ)輸出級出現(xiàn)交越失真的現(xiàn)象參數(shù)：，二、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 理解多級直接耦合放大電路的工作原理和設(shè)計(jì)方法。(2) 學(xué)習(xí)并熟悉設(shè)計(jì)高增益的多級直接耦合放大電路的方法。(3) 掌握多級放大器的性能指標(biāo)的測試方法。(4) 掌握在放大電路中引入負(fù)反饋的方法。三、 實(shí)驗(yàn)原理與測量方法直耦式多級放大器的主要設(shè)計(jì)任務(wù)是模仿運(yùn)算放大器OP07的等效內(nèi)部結(jié)構(gòu)，簡化部分電路，采

3、用差分輸入，共射放大，互補(bǔ)輸出等結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)出電壓增益足夠高的多級放大器，可對小信號進(jìn)行不失真地放大。1. 輸入級放大電路兩邊對稱，兩晶體管型號、特性一致，各對應(yīng)電阻阻值相同，電路的共模抑制比很高，利于抗干擾。雙端輸入，雙端輸出。計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)：差動放大電路的雙端是對稱的，此處令，。設(shè)0,則，算出的2。此處射極采用了工作點(diǎn)穩(wěn)定電路構(gòu)成的恒流源電路，此處有個(gè)較為簡單的確定工作點(diǎn)的方法：因?yàn)?，所以只要確定了就可以了，而，采用單端輸入，單端輸出時(shí)的增益2. 主放大級采用PNP型晶體管作為中間主放級并和差分輸入級連接的參考電路。為主放大器，其靜態(tài)工作點(diǎn)、由，決定。差分放大電路和放大電路采用直接耦合，

4、其工作點(diǎn)相互有影響。簡單估算方式如下：，（硅管），由于，相互影響，具體在調(diào)試時(shí)要仔細(xì)確定。此電路放大級輸出增益四、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(一) 基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用Multisim仿真設(shè)計(jì)結(jié)果，并調(diào)節(jié)電路參數(shù)以滿足性能指標(biāo)要求。給出所有的仿真結(jié)果。輸入信號信號頻率輸出電阻1mV1kHz1.286mA10.65mV10.652.141mA1.1V103.3110010.15kHz1.286mA10.98mV10.982.372mA1.392V126.813929.210kHz1.286mA11.2mV11.22.244mA1.427V127.414279.512mV1kHz1.286mA20.957mV10.47

5、92.935mA2.204V105.222049.3255kHz1.286mA11.525mV 5.762.139mA2.809V243.728099.1210kHz1.286mA11.519mV5.82.021mA2.83V245.728309.244mV1kHz1.286mA41.092mV10.2732.021mA4.447V108.244479.3675kHz1.286mA24.946mV6.242.021mA5.433V217.654339.54110kHz1.286mA23.03mV5.762.138mA5.465V237.354659.1241kHz時(shí)的輸入1mV時(shí)的仿真結(jié)果1kHz時(shí)的輸入2mV時(shí)的仿真結(jié)果1kHz時(shí)的輸入5mV時(shí)的仿真結(jié)果五、 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)與分析輸入信號在0-10mV之間都能都正常放大工作，且不失真。而放大器的通頻帶并不夠?qū)挕Ｓ绕涫遣罘址糯蟛糠衷?-10kHz時(shí)通常只能放大到5倍作用，但主放大級部分的放大倍數(shù)卻可以達(dá)到200倍以上，因此總體的放大倍數(shù)不變，都控制在1000被放大級上，且主放大級的集極電流也隨頻率的改變而有微小改變。而且如何再提高放大倍數(shù)和通頻帶的寬度，也是需要去解決的下一個(gè)問題。六、 心得與體會在