两级交流放大电路.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流两级交流放大电路.精品文档.新疆大学课 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 班 级： 自动化091 学生姓名： 蒋波 学生学号： 20092102003 指导老师 : 程静、努尔买买提 完成日期： 2011年7月8 日 课程设计题目： 两级交流放大器的设计要求完成的内容：使用集成运算放大器设计一个两级交流放大器。技术指标要求为：中频电压放大增益为1000，输入电阻为20k，通频带为20Hz-10KHz，最大不失真输出电压为5V，负载电阻为20k。所使用的元器件要求为：运算放大器（LM741或LM353），电容（瓷片电容），电阻（0.25瓦）等。要求：（1）根据设计要求，确定电路的设计方案，计算并选取电路的元件参数。( 2 )分析、测量电路的相关参数，修改、复核，使之满足设计要求。( 3 )综合分析计算电路参数，满足设计要求后，认真完成设计报告。指导教师评语：该生具有查阅文献资料和手册的能力，了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范。能够把课堂理论知识用于实际，按照任务书的要求完成设计任务。设计思路明确，概念清晰，设计的电路正确， 分析计算合理，仿真结果满足性能指标要求，论文内容详尽，格式满足报告要求。 评定成绩为： 指导教师签名： 年 月 日两级交流放大器的设计一、设计方案( 1 )根据要求,本设计为选择用两个741集成运放来实现两级交流放大的效果.( 2 )为了使得输入端在电源吸取能量的能力强，且使得输出端带负载的能力强，于是采用第一级电路为串联负反馈。第二级采用电压负反馈。( 3 )在输入级电路采用同相输入的形式，输出端采用的是反相输入的形式。( 4 )要求增益为Av=1000，因为第一级主要是起到放大的作用，所以可以使得第一级增益为Av1=100，第二级主要是体现出接负载的能力，使得 Av2=10。( 5 )反复调试电路，使之符合要求。整体方案设计完毕。二、单元电路的设计和计算1.输入级图1输入级放大电路图( 1 )输入级电阻参数的计算及选择：根据要求输入为20k的电阻，有，Rp1=Ri=20 k而 Ri=R1/Rf1反馈网络中增益 Av1=1+Rf/R1=100 可以联合求出 R1=20.2 k，Rf=2000 k。经过调试后输出电压不够理想，为了使测得的增益符合要求，所以决定取 R1=19.86 k，Rf=2000 k( 2 )输入信号：根据要求输入信号幅值为5mv，频率为1kHZ的信号。( 3 )电容参数的计算及选择：根据公式 C1= (110)/(2Ri)可以选取 C1=1uf( 4 )调试后的输入级波形：图1.4输入级波形波形分析：输入级输出电压波形和输入电压相位是相同的，且调试之后没有失真。( 5 )第一级输出电压：图1.5第一级输出电压如图所示 Vo1=Vi2=500.098mv增益及电压比较：根据增益Av1=100，可以算得理论的第一级输出电压值应该是 Vo1=100×5=500mv和实测值一样。2.输出级图2输出级放大电路( 1 )输出级电阻的计算及选择：根据理论值取 Vi2=Vo1=500mv由于取的输出级参数的增益Av2=10则有 Av2=Rf2/R2=10根据最大不失真电压5v，以及负载为Ro=20 k则最大不失真电流为：Imax=Uom/Ro=5/(20×103)=0.25mA根据调试第一级输出电压Uo1=500.098mV,可以大致算得第二级的输入电阻R2max= Uo1/Imax=2 k。在这里取R2=Rp2=1 k。根据第二级的增益Av2=Rf2/R2=10可以求得 Rf2=10 k。( 2 )第二级电容参数的选择及计算： 根据第一级的电容选择公式同样可以求出C2、C3的范围。在这里取 C2=C3=C1=1uf( 3 )调试后输出级的波形：图2.1输出级波形波形分析：可以看出由于是反相输入，因此输入和输出相位是相差180°的，且输出波形没有失真，符合要求。( 4 )输出级电压：图2.4输出级电压增益以及电压分析： 最大不是真输出为5v 增益 Av2=5/0.5=10符合题目要求。三、总体设计总体电路设计如下：图3两级交流放大原理图总体调试：根据前边两级电路接好的图进行调试，保持参数值不变，在输波形不失真的情况下，记录电压数值，以及波形和幅频特性图。图4两级交流放大电路测试图( 1 )输出波形： 图4.1输出波形波形分析： 没有出现失真，符合要求。( 2 )输出电压及各级电压的比较：图4.21输入电压 图4.22第一级输出输电压 图4.23输出电压最大不失真输出电压 Vo=5v( 3 )信号放大分析：三个电压分别如上，在输入为Vi=5mv的条件下，经过两级交流放大器在输出端得到了要求的电压即： Vo=5v第一级增益 Av1=500.098/5=100第二级增益 Av2=5/0.5=10整个电路的增益 Av= Av1×Av2=1000( 4 )频率特性分析：图4.41频率下限图4.42频率上限分析：题目要求为通频带为20Hz-10KHz，总的来说测得的带宽基本是在这个范围之内的。符合要求。( 5 )输入电阻和输出电阻：在前两级的设计中 Ri=20 kRo=20 k输入电阻和输出电阻也是满足要求的。至此整个电路的设计以及测试完毕，符合要求。( 6 )两级交流放大电路元件清单：表1：元件型号数量交流电压源普通1个运算放大器LM7412个电容C1.C2.C31uF3个R119.86 K1个Rp120K1个Rf12 M1个R21 K1个Rp210K1个Rf210K1个R320K1个表1元件清单四、小结1、在本次两级交流放大电路的设计中，充分的将本学期所学到的东西运用到实践中来，在设计这个电路的过程中，我们组遇到了不少难题，很是纠结，但经过我们的反复调试和原件的选择，最终我们还是成功完成了。很好的锻炼了我们独立思考和动手的能力。2、进度还是有点慢，主要是缺乏对整个电路的整体把握，以至于很多东西一直是一改再改，浪费了很多时间。3、深刻体会到了团队合作的重要性，只有队员之间的相互配合和分工，才能使项目快速的运转起来。五·心得体会 通过这次实验学会了如何设计实验，加深了对两级交流放大电路的了解；这次实验也让我们充分体会了团队合作的作用和力量，使我们在以后的学习和生活更加的轻松和快乐。