多级电压放大器的设计.docx

题目：多级电压放大器的设计
学院：通信与信息工程学院
班级：通信工程0803
学号：0807020315
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目录
一、实验的设计目的及要求
课程设计的目的
课程设计的任务要求
二、实验原理
原理简述
原理图
元件的参数选择
三、仿真分析
直流工作点分析
放大倍数分析
交流分析
测输入输出电阻
极零点分析
失真分析
四、实验总结

课题两级阻容耦合放大器的设计与仿真

一、设计目的及要求
(1)设计目的
1、进一步熟悉EDA仿真软件的使用方法；
2、掌握测试多级放大器的电路参数及性能指标的方法；
3、能够较全面地巩固和应用“模拟电子技术”课程中所学的基本理论和基
本方法，并初步掌握电路设计的全过程（设计-仿真-PCB板制作-调试安装）。
4、培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的模拟电子系统的能
力。
5、培养独立设计能力，熟悉EDA工具的使用
(2)设计任务与要求
已知条件
(1)Vcc=12V
(2)输入信号为Vi=10mV，f=1kHz的正弦波电压
(3)晶体管用2N2222A
技术指标
(1)放大器不失真电压Vo≥1V，即放大倍数|Au|≥1000
(2)BW=250Hz-250kHz
(3)放大工作点稳定
二、原理简述
为了尽可能保证不失真放大，采用两级放大电路。阻容耦合放大器是多级放大器中最常见的一种，其电路原理图如图1所示。两级之间通过耦合电容及下级输入电阻连接，故称为阻容耦合，由于电容有隔直作用，使用前、后级的直流工作点互相不影响，各级放大电路的静态工作点可以单独计算。每一级放大电路的电压放大倍数为输出电压Uo与输入电压Ui之比，其中，第一级的输出电压Uo1即为第二级输入电压Uo2，所以两级放大电路的电压放大倍数为==*=

利用软件绘制如图所示的多级放大器实验电路。

图1两级阻容耦合放大器的原理图

图中，各元件的名称及标称值如表1-1所示。
序号元件名称及标号标称值1信号源Ui10mV/1kHz2基极直流偏置电压VBB0.2V3集电极直流偏置电压VCC12V4电容C1、C2、C3、C4、C510μF5R10-50kΩ6R224kΩ7R35.1kΩ8R4100Ω9R51.8kΩ10R60-100kΩ11R720kΩ12R80-3kΩ13R91kΩ14三极管Q1、Q22N2222A备注：电容值的选择将影响放大器的频率响应，通常所使用的电容值，即C=100μF和C=10μF，提供了合适的交流特性。在这个电路中，C1、C2、C3实现了设计中各级之间的直流隔离功能。电容C4、C5在高频时形成短路，有效地旁路了R5、R9。R3和R4、R8和R9构成了一个分压器，可以在基极提供必要的电压来前向偏置晶体管的基极－发射极结。Rc、RE\RB为交流摆动、电压增益及晶体管在有源区的稳定性这三者形成理想组合而形成适当的偏置条件。放大器的基本任务是不失真地放大信号。要使放大器能正常工作，必须设合适的静态工作点Q。在输入信号幅度足够大的情况下，Q点应该选在输出特性曲线上交流负载线的中点，这样就可获得最大的不失真输出电压。若Q点选得过高，就会引起饱和失真；若Q点选得过低，就会产生截止失真。

三、仿真分析
1.直流工作点分析
直流工作点分析用于确定电路的直流工作点,对于直流分析,假设交流源为零且电路处于稳态,也就是假设电容开路、电感短路。
在multisim仿真软件中选择“simulate”→“Analysi”→“DCOperatingPoint”，设置分析类型为直流分析，可得放大器的静态工作点如图2所示。

由以上分析可得静态工作点为：
静态工作点IB1Ic1UBE1IB2IC2UBE2数据18.63mA1.68mA0.156V11.3uA2.37mA2.5V
2.放大倍数分析

将电路第一级输出接仿真示波器，双击示波器得下图：

由图得第一级电压幅值放大倍数为，
Au1=11.27
将电路第一级输出接仿真示波器，双击示波器得下图：

得第二级电压幅值放大倍数为
Au2=110.29
所以放大电路的总体放大倍数为一级和二级放大倍数的乘积：
Af=Au1*Au2=1242.92

3.交流分析：
1.打开分析菜单中的ACfrequency项对实验电路进行交流分析，从幅频特性上测出通频带BW。

2.幅频特性
1..

2.

3.

3.相频特性

结合交流分析可得：
FL/HzfH/Hz通频带数据162.119Hz1.31MHz1—100kHz
4.测输入输出电阻
放大器的输入电阻就是从输入端向放大器看进去的等效交流电阻。其大小等于输入电阻和输入电流的比值。
放大器在没有输入信号作用时从输出端向放大器看进去的等效交流电阻。它的大小表明放大器带负载的能力