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模拟电子技术题目名称音频放大电路姓名高巍巍学号0401100441班级电气1004指导老师皮小力目录TOC\o1-3\h\z\u1设计指标要求
22.设计目的
23.设计步骤和方法
23.
1、选择电路方案
23.
2、计算元器件参数
23.
2.
1、确定电源电压
23.
2.
2、确定T2的集电极电阻和静态工作电流
33.
2.
3、确定T2发射级电阻
43.
2.
4、确定晶体管
43.
3.
5、确定T2的基极电阻
43.
2.
6、确定T1的静态工作点
53.
2.
7、确定T1管的集电极电阻和发射级电阻
53.
2.
8、选择T1管
53.
2.
9、T1管基极电阻的选取
63.
2.
10、耦合电容和旁路电容的选取
63.
2.
11、反馈网络的计算74根据上述情况可得示波图形如下
85、设计参数的理论验证
95.1确定静态工作点可由直流通路图得
95.2计算输入电阻,输出电阻及电压放大倍数
105.
3、整理数据得
116.对收音机放大电路的调试117收音机安装、调试过程及体会
128.收音机元器件对照表12音频放大电路的设计及调试1设计指标要求
1.
1、电压放大倍数Au=
1501.
2、最大输出电压Uo=
2.3V
1.
3、频率响应30Hz—30kHz
1.
4、输入电阻ri15kΩ
1.
5、失真度γ10%
1.
6、负载电阻RL=2kΩ
1.
7、电源电压EC=12~36V
2.设计目的
2.1.培养大学生的实际动手操作能力
2.2.训练毅力和耐心培养独立思考问题的能力
2.3.较好的把握电路图和实物之间的联系,并且会对造电路图检测错误
2.4.根据原理图测出静态工作点
3.设计步骤和方法
3.
1、选择电路方案对讲机放大电路的框图如下图所示,根据设计指标选择多级放大电路,前置级为电压放大,输出级为功率放大,主要对前置级电压放大电路进行设计电路方案的确定包括以下几个方面内容
(1)根据总的电压放大倍数,确定放大电路的级数
(2)根据输入、输出阻抗及频率响应等方面的要求,确定电路晶体管的组态及静态偏置电路
(3)根据三种耦合方式的不同特点,选用适当的耦合方式
3.
2、计算元器件参数
3.
2.
1、确定电源电压为保证输出电压幅度能达到指标要求,电源电压EC应满足如下要求图1电源电压波形EC2Vom+VE+VCES式中Vom为最大输出幅度VE为晶体管发射级电压,一般取VE=1~3VVCES为晶体管饱和压降,一般取VCES=1V指标要求的最大输出电压Vo=1V,给定电源电压EC=24V,可以满足要求
3.
2.
2、确定T2的集电极电阻和静态工作电流因为这级的输出电压比较大,为使负载得到最大幅度的电压,静态工作点应设在交流负载线的中点如图1所示由图可知,Q点在交流负载线的中点,因此的T2静态工作点满足下列条件1-1因在晶体管的饱和区和截止区,信号失真很大,为了使电路不产生饱和失真和截止图2静态分析图失真,VCEQ2应满足VCEQ2Vom+VCES1-2由(1-1)式消去ICQ2并将(1-2)式代入可得取VE=2V;VCES=1V则图3静态工作点分图取R8=
6.2k由(1-1)式消去VCEQ2可得
3.
2.
3、确定T2发射级电阻取R9=
0.68k
3.
2.
4、确定晶体管选取晶体管时主要依据晶体管的三个极限参数BVCEO晶体管c-e间最大电压VCEmax(管子截止时c-e间电压)ICM晶体管工作时的最大电流ICmax(管子饱和时c-e回路电流)PCM晶体管工作时的最大功耗PCmax由图一可知IC2最大值为IC2max=2ICQ2VCE的最大值VCE2max=EC根据甲类电路的特点,T2的最大功耗为PCmax=VCEQ2·ICQ2因此T2的参数应满足BVCEOEC=24VICM2ICQ2=
5.8mAPCMVCEQ2·ICQ2=
43.5mW选用S9011,其参数为BVCEO30V;ICM30mA;PCM400mW;满足要求实测β=
1003.
3.
5、确定T2的基极电阻在工作点稳定的电路中,基极电压VB越稳定,则电路的稳定性越好因此,在设计电路时应尽量使流过R6和R7的IR大些,以满足IRIB的条件,保证VB不受IB变化的影响但是IR并不是越大越好,因为IR大,则R6和R7的值必然要小,这时将产生两个问题第一增加电源的消耗;第二使第二级的输入电阻降低,而第二级的输入电阻是第一级的负载,所以IR太大时,将使第一级的放大倍数降低为了使VB稳定同时第二级的输入电阻又不致太小,一般计算时,按下式选取IR的值IR=(5~10)IBQ硅管IR=(10~15)IBQ锗管在上式中IR的选取原则对硅管和锗管是不同的,这是因为锗管的ICBO随温度变化大,将会影响基极电位的稳定,因此IR取值一般比较大对硅管来说ICBO很小,因此IR的值可取得小些本电路T2选用的是硅管,故取IR=5IBQ则由图4知取R7=18kΩ;R8=150kΩ图4基极电阻R6R7分析图
3.
2.
6、确定T1的静态工作点因为第一级是放大器的输入级,其输入信号比较小,放大后的输出电压也不大所以对于第一级,失真度和输出幅度的要求比较容易实现主要应考虑如何减小噪声,因输入级的噪声将随信号一起被逐级放大,对整机的噪声指标影响极大晶体管的噪声大小与工作点的选取有很大的关系,减小静态电流对降低噪声是有利的,但对提高放大倍数不利所以静态电流不能太小在工程计算中,一般对小信号电路的输入级都不详细计算,而是凭经验直接选取ICQ1=
0.1~1mA锗管ICQ1=
0.1~2mA硅管VCEQ=(2~3)V如果输入信号较大或输出幅度较大时不能用此方法,而应该具体计算计算方法与计算第二级的方法相同
3.
2.
7、确定T1管的集电极电阻和发射级电阻由图5知取VE1=2V;VCEQ1=3V;ICQ1=1mA则取R3=20kΩ图5电阻R
3.R
4.R5分析图取R4=
0.051KΩ;R5=
1.8kΩ
3.
2.
8、选择T1管选取原则与T2相同BVCE0>Ec=24V;ICM>2mA;PCM>
1.5mW,根据现有条件选用S9011,实测β1=
1003.
2.
9、T1管基极电阻的选取取IR=10IBQ,VE1=2V由图6知;取R1=220kΩ;R2=27kΩ图6T1管电阻选取分析图
3.
2.
10、耦合电容和旁路电容的选取各级耦合电容及旁路电容应根据放大器的下限频率f1决定这些电容的容量越大,则放大器的低频响应越好但容量越大电容漏电越大,这将造成电路工作不稳定因此要适当的选择电容的容量,以保证收到满意的效果在设计时一般按下式计算其中RS是信号源内阻,ri1是第一级输入电阻其中r01是第一级输出电阻,ri2是第二级输入电阻其中ro2是第二级输出电阻其中Rb=R6//R7//R3由于这些公式计算繁琐,所以在工程计算中,常凭经验选取耦合电容2~10μF发射极旁路电容150~200μF现在用第二种方法确定C
1、C
2、C
3、Ce1和Ce2取C1=C2=C3=10μFCe1=Ce2=160μF电容器的耐压值只要大于可能出现在电容两端的最大电压即可
3.
2.
11、反馈网络的计算根据深反馈的计算方法,由图七知∵图7深反馈网络图∴Rf=100R4-R4≈
7.5kΩ取Rf=
7.5kΩ,Cf=10μF根据上述结果,可得电路图(图8)图8电路总图4根据上述情况可得示波图形如下图9EWB电路仿真图利用示波器作出电路的仿真波形图图10EWB示波器输入输出波形图图11幅频响应图幅频特性随着频率的增加,赋值也增加当频率达到100Hz时,赋值趋于稳定相频特性随着频率的增加,相位角减小当频率达到1000Hz时,角度趋于稳定
5、设计参数的理论验证
5.1确定静态工作点可由直流通路图得图12图
135.2计算输入电阻,输出电阻及电压放大倍数由小信号模型图可知T1管图14T2管图15而原始数据;Av=150误差=150-144=6误差在范围内:
5.
3、整理数据得
(1)确定静态工作点IB1=
0.01mA IC1=1mAVCE1=
2.15VIB2=
0.029mAIC2=
2.9mAVCE2=
4.05V
(2)计算输入电阻、输出电阻及电压放大倍数ri1=6Kro1=20K Av1=-
22.7ri2=
1.034K ro2=
6.2K Av2=-
1376.对收音机放大电路的调试
1.在电路;连接完成后,把电池安装上,把开关打开,开始没有声音,调节后发现出声
2.调节频率信号比较强烈后,再调节T3中周信号由小到大,再调节中周(绿)信号由小到大,然后调节中周信号(黑)信号由小到大即可
3.调节到不同的频率,反复操作2步骤2---37收音机安装、调试过程及体会在此次组装收音机之前,我与同伴认真的学习课程材料,基本上了解了收音机的安装过程在正式开始组装时,我们基本上没用遇到太大的问题另外,在老师的耐心指导下,我们更是得心应手,不管是挑选材料、焊接、还是在外部结构的安装上我们都能很快的完成了任务通过此次试验,我学会了很多,掌握了如何焊接,更重要的是学会了如何与同学配合,共同完成任务我希望今后这样的机会在多些,同时,也非常感谢老师的细心指导
8.收音机元器件对照表表1。