实验目的预习内容实验原理设计实例设计内容和要求设课件.ppt

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1、谢谢观赏1v实验目的v预习内容v实验原理v设计实例v设计内容和要求v设计报告撰写2019-5-17谢谢观赏22019-5-17谢谢观赏32019-5-17谢谢观赏4 右图为阻容耦合晶体管共射极放大电路，它采用分压式电流负反馈偏置电路。要满足性能指标的要求，就必须考虑静态工作点得设置。放大器的静态工作点Q主要由Rc，Re，RB1，RB2以及电源电压决定。2019-5-17谢谢观赏5v确定静态工作点的基本原则是要保证输出电压既不产生饱和失真也不产生截止失真。如右图所示，根据三极管输出特性曲线和对动静态负载线的分析，输出电压不产生失真的条件是：2019-5-17谢谢观赏6(/ )()CEQOMCES

2、CQCLOMCCCEQCQCEUUUIRRUVUIRR2OMCESOMCQEOMCESEQUUUIRUUU2019-5-17谢谢观赏7v设计任务设计任务v设计步骤设计步骤2019-5-17谢谢观赏8n已知条件已知条件 lVCC=+12V lRL=3k lVi=10mV(有效值有效值) lRS=600 n技术指标要求技术指标要求 lAV40 lRi1k lRo3k lfL100Hz lfH100kHz l电路稳定性好。电路稳定性好。2019-5-17谢谢观赏9提出设计指标提出设计指标拟定电路方案拟定电路方案设定器件参数设定器件参数电路仿真电路仿真仿真测试仿真测试指标满足要求指标满足要求安装实际电

3、路安装实际电路Y修改电路方案修改电路方案修改电路参数修改电路参数是否要修改电路方案是否要修改电路方案NNY2019-5-17谢谢观赏10n选择电路形式选择电路形式考虑到电压增益要求，采用考虑到电压增益要求，采用分压式射极偏置电分压式射极偏置电路路，并可获得稳定的静态工作点。，并可获得稳定的静态工作点。 问问：如果其它要求不变，只是：如果其它要求不变，只是输出阻抗输出阻抗Ro100Ro100 ，采用何种电路采用何种电路？ 输出电阻比较小，所以输出级应采用输出电阻比较小，所以输出级应采用射极跟随器或引入电压负反馈，而射极跟射极跟随器或引入电压负反馈，而射极跟随器无电压增益，故可采用两级放大电路随器

4、无电压增益，故可采用两级放大电路的设计的设计 。2019-5-17谢谢观赏11工作原理工作原理 CB I1 RB2 RB1 IBQ VBQ VEQ VCEQ ICQ RC RE CE RL CC T VCC Vo Vi 电路的电路的Q点稳定，点稳定， Q点点主要由主要由RB1、RB2、RE、RC及及+VCC所决所决定。定。温度温度T IC IE IC VE 、VBQ不变不变 VBE IB （反馈控制）（反馈控制）若若I1 IBQ ，VBQ VBE2019-5-17谢谢观赏12n工作点稳定的必要条件：工作点稳定的必要条件： I1IBQ ，VBQVBE 一般取一般取 )(20)(10 )(10)(

5、5 BQ1 BQ1锗锗管管硅硅管管IIII )(3)V(1 )(5)V(3 BQBQ锗锗管管硅硅管管 VV RE愈大，直流负反馈愈强，电路的稳定性愈好。一般愈大，直流负反馈愈强，电路的稳定性愈好。一般2019-5-17谢谢观赏13电路参数的确定：电路参数的确定：CQEQCQBEBQEIVIVVR VEQ = (0.20.5)VCC IVIVRCQBQ1BQB2)105( B2BQBQCCB1RVVVR RC由由RO或或AV确定：确定： RC RO beVLCL/rARRR 或或RC CB I1 RB2 RB1 IBQ VBQ VEQ VCEQ ICQ RC RE CE RL CC T VCC

6、Vo Vi 设计小信号放大器时，一般取设计小信号放大器时，一般取 ICQ = (0.52)mA，2019-5-17谢谢观赏14 CB I1 RB2 RB1 IBQ VBQ VEQ VCEQ ICQ RC RE CE RL CC T VCC Vo Vi n上限频率上限频率fH主要受晶体管结电容及电路分布电容的限制，主要受晶体管结电容及电路分布电容的限制，下限频率下限频率 fL主要受耦合电容主要受耦合电容CB、CC及射极旁路电容及射极旁路电容CE的的影响影响n如果放大器下限频率如果放大器下限频率fL已知，可按下列表达式估算电容已知，可按下列表达式估算电容CB、CC和和CE：)(21)103(Cbe

7、sLBrRf )(21)103(CLCLCRRf )1/(21)31(besEL rRRfCEn 通常取通常取CB = CC，用上面两式算出电容值，取较大的，用上面两式算出电容值，取较大的作为作为CB（或（或CC）。）。2019-5-17谢谢观赏15电路参数的确定：电路参数的确定：选择晶体管选择晶体管因放大器上限频率因放大器上限频率fH100 kHz，要求较高，要求较高，故选用高频故选用高频小功率管小功率管3DG6，其特性参数，其特性参数 ICM=20mA，V(BR)CEO20V，fT 150MHz v通常要求通常要求 的值大于的值大于AV的值，故选的值，故选 =602019-5-17谢谢观赏

8、16n要求要求Ri 1k，而，而mA2 . 2mA300100026CQ I取取ICQ = 1.5 mA 依据、进行计算mAmV26300mACQbe IrRi 若取若取VBQ = 3V，得，得 k53. 1CQBEBQEIVVR取标称值，取标称值，RE=1.5 k 2019-5-17谢谢观赏17n因因 ,依据、进行计算 CQIIBQ BQ1)105(II k2410)(5CQBQ1BQB2 IVIVR k72B2BQBQCCB1RVVVR 在安装实际电路时，为使静态工作点调整方便，在安装实际电路时，为使静态工作点调整方便，RB1由由30k 固定电阻与固定电阻与100k 电位器相串联而成电位器

9、相串联而成。 2019-5-17谢谢观赏18依据、进行计算综合考虑，取标称值，综合考虑，取标称值，RB1.5 k 。 因因 ICQ1.5mA， 1340mAmV26300mACQbeIr k89.0beVL rARn 要求要求AV40, 由由 得得beLVrRA k27. 1LLLLCRRRRR2019-5-17谢谢观赏19计算计算电容电容为：为： F2 . 8)(21)103(CbesLB rRf取标称值，取标称值，CC = CB = 10m mFF5 .98)1/(21)31(CbesELE rRRf取标称值，取标称值，CE = 100m mF 2019-5-17谢谢观赏20 根据上述设计

10、，得到放大器的电路图如下：根据上述设计，得到放大器的电路图如下： R s 600 10mV RB2 24k CB 30k RC 1.5k RE 1.5k CE 10mF 100mF RL 3k 10mF CC 12V VCC T1 3DG100 RB1 * Vo Vs RP 100k 2019-5-17谢谢观赏21Q点设置是否合适？点设置是否合适？ （1）给放大器送入规定的输入信号，如）给放大器送入规定的输入信号，如Vi=10mV，fi = 1kHz的正弦波。的正弦波。 （2）用示波器观察放大器的输出）用示波器观察放大器的输出vo无失真。无失真。 （4）此时）此时移去移去信号源，分别测量放大器

11、的静态工作信号源，分别测量放大器的静态工作点点VBQ、VEQ、VCQ，并计算，并计算VCEQ 、ICQ。（3 3）略增大输入信号，）略增大输入信号， v vo o无明显失真，或者无明显失真，或者逐渐逐渐增大输入信号增大输入信号时，时， v vo o顶部和底部差不多顶部和底部差不多同时开始同时开始畸变畸变，说明，说明Q Q点设置得比较合适。点设置得比较合适。2019-5-17谢谢观赏22晶体管放大器的主要性能指标有晶体管放大器的主要性能指标有 1. 电压放大倍数电压放大倍数AV2. 输入电阻输入电阻Ri3. 输出电阻输出电阻Ro 4. 通频带通频带BWfHfL 注意：维持输入信号注意：维持输入信

12、号的幅值不变且输出波形不失真的幅值不变且输出波形不失真2019-5-17谢谢观赏23B2B1bei/RRrR 放放 大大 器器 信信 号号 源源 R Ri Vs Vi 2、输入电阻、输入电阻Ri理论计算理论计算实验测试实验测试ber RVVVRisii 串联一个已串联一个已知电阻知电阻R 在输出波形不失真情况下在输出波形不失真情况下，用晶体，用晶体管毫伏表或示波器，分别测量出管毫伏表或示波器，分别测量出Vi与与Vs的值，则的值，则 2019-5-17谢谢观赏24CCoo/RRrR 3、输出电阻、输出电阻RO理论计算理论计算实验测试实验测试开关开关S(1)在输出波形不失真情况下在输出波形不失真情

13、况下，用晶体，用晶体管毫伏表或示波器，管毫伏表或示波器， 测量负载开路时测量负载开路时的输出电压的值的输出电压的值Vo ； (2)接入接入RL后，测量负载上的电压的值后，测量负载上的电压的值VoL ro为晶体管输出电阻。为晶体管输出电阻。 信 号 源 放 大 器 Ro S RL Vo VoL LoLoo)1(RVVR 2019-5-17谢谢观赏25 对于一个新设计的放大器，可能有些指标达不到要对于一个新设计的放大器，可能有些指标达不到要求，这时需要调整电路参数。求，这时需要调整电路参数。 beibeoLV_rRrRRA beLioVrRVVA Ri1、如何调整电压放大倍数、如何调整电压放大倍数

14、AV ？2019-5-17谢谢观赏26 2、如何调整放大器的下限频率、如何调整放大器的下限频率fL ？ 希望降低放大器下限频率希望降低放大器下限频率fL，根据电容计算式，也，根据电容计算式，也有三种途径，即有三种途径，即 fL CE 、CB 、CC 电电路路的的性性能能价价格格比比 rbe AV RC Ro 不论何种途径，都会影响放大器的性能指标，只能不论何种途径，都会影响放大器的性能指标，只能根据具体指标要求，综合考虑。根据具体指标要求，综合考虑。 2019-5-17谢谢观赏273、负反馈对放大器性能有何影响？、负反馈对放大器性能有何影响？ 引入交流负反馈后，放大器的电压放大倍数将引入交流负

15、反馈后，放大器的电压放大倍数将下降，其表达式为下降，其表达式为 FAAAVVVF1 式中，式中，F为反馈网络的传输系数；为反馈网络的传输系数；AV为无负反馈为无负反馈时的电压放大倍数。时的电压放大倍数。 引入负反馈后，虽然电压放大倍数下降，但可以引入负反馈后，虽然电压放大倍数下降，但可以改善放大器的其它性能改善放大器的其它性能 。2019-5-17谢谢观赏283、负反馈对放大器性能有何影响？、负反馈对放大器性能有何影响？ 负反馈放大器的上限频率负反馈放大器的上限频率fHF与下限频率与下限频率fLF的表的表达式分别为达式分别为 LVLFHVHF111fFAffFAf可见，引入负反馈后通频带加宽。

16、可见，引入负反馈后通频带加宽。 2019-5-17谢谢观赏293、负反馈对放大器性能有何影响？、负反馈对放大器性能有何影响？电流串联负反馈放大器电流串联负反馈放大器 R s 600 10mV RB2 24k CB 30k RC 1.5k RE 1.5k CE 10mF 100mF RL 3k 10mF CC 12V VCC T1 3DG100 RB1 * Vo Vs RP 100k RF 10 FbeLVFRrRA 实验表明，实验表明，RF取几十欧姆，可取几十欧姆，可以明显地提高放以明显地提高放大器的输入阻抗，大器的输入阻抗，降低放大器的下降低放大器的下限频率，改善非限频率，改善非线性失真。线

17、性失真。2019-5-17谢谢观赏30v设计一个晶体管共射极放大电路。设计一个晶体管共射极放大电路。v已知条件：已知条件： 输入正弦信号电压输入正弦信号电压 （峰峰值）；（峰峰值）； 负载电阻负载电阻 ； 半导体三极管半导体三极管 90139013（值大小待测）；（值大小待测）； 电源电压电源电压 VCC=+12VVCC=+12V； 5.1LRk 20iUmV2019-5-17谢谢观赏31性能指标要求：性能指标要求：电压增益电压增益 AV50；输入输出电阻输入输出电阻 Ri1K, Ro3K；频带宽度频带宽度 fL100KHz。2019-5-17谢谢观赏32（1）电路设计。 简要说明电路的原理与优缺点。 主要参数的计算和元器件的选择。 静态工作点和主要性能指标的Av,Ri,Ro计算。（2）整理各项测试内容的实验数据与波形；分析实验结果，分别与理论值（和仿真值）经行比较，分析误差原因。（3）测试过程中所遇到的问题及解决方法，思考和心得体会。2019-5-17谢谢观赏33这是你们的第一个设计性作品！2019-5-17