模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)--兩級(jí)阻容耦合放大電路的研究

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 兩級(jí)阻容耦合放大電路的研究</p><p>　　系 別： 電子信息工程部 </p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　學(xué)生姓名：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2012年7月13日</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目 兩級(jí)阻容耦合放大電路的研究 </p>&

3、lt;p>　　課程設(shè)計(jì)時(shí)間： 2012 年 7 月 2 日至 2012年 7 月13日 </p><p>　　課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求：</p><p><b>　　主要內(nèi)容</b></p><p>　　1、掌握模擬電子相關(guān)技術(shù)</p><p>　　2、對(duì)兩級(jí)阻容耦合放大電路的放大倍數(shù)、負(fù)反饋、通頻帶的研究</p

4、><p>　　3、連接實(shí)際電路進(jìn)行測(cè)試</p><p>　　4、完成本題目的課程設(shè)計(jì)論文</p><p><b>　　基本要求</b></p><p>　　1、設(shè)計(jì)兩級(jí)阻容耦合放大電路的原理圖</p><p>　　2、連接實(shí)驗(yàn)電路實(shí)現(xiàn)放大倍數(shù)、負(fù)反饋、通頻帶的測(cè)量</p><p&g

5、t;　　3、撰寫3000字左右論文</p><p><b>　　主要參考書</b></p><p>　?。?）電工及工業(yè)電子學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) (電工教研室編）</p><p>　　（2）電路與電子線路實(shí)驗(yàn)講義（鄭濟(jì)仲編）</p><p>　?。?）電子技術(shù)基礎(chǔ)（康華光編 高等教育出版社）</p><p>

6、;　　（4）實(shí)用電路速學(xué)速用寶典（張慶雙編 機(jī)械工業(yè)出版社）</p><p><b>　　評(píng)語</b></p><p><b>　　成績(jī)</b></p><p>　　指導(dǎo)教師 年 月 日</p><p>　　負(fù)責(zé)教師

7、 年 月 日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　這次的課設(shè)題目是對(duì)兩級(jí)組容耦合放大電路的研究，采用的是模擬電子技術(shù)，主要對(duì)放大電路的研究。在日常生活當(dāng)中，對(duì)放大器的要求非常廣泛，它應(yīng)用在各種領(lǐng)域，如課堂、晚會(huì)、火車站、飛機(jī)場(chǎng)等。這樣就要嚴(yán)格要求放大倍數(shù)、音質(zhì)、音量等在應(yīng)用時(shí)能夠最大不失真。在我

8、們所學(xué)的模擬電子知識(shí)中，通過放大器來實(shí)現(xiàn)對(duì)放大倍數(shù)、負(fù)反饋、通頻帶的研究。</p><p>　　關(guān)鍵詞：放大電路、負(fù)反饋、通頻帶</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　緒論................................................................6</p>

9、<p>　　電路設(shè)計(jì)及其工作原理................................6</p><p>　　器件選擇........................................................8</p><p>　　3.1 三極管.................................................

10、......9</p><p>　　3.2 電位器.......................................................10 </p><p>　　3.3 電容...........................................................11</p><p>　　3.4 電阻...

11、........................................................11</p><p>　　電路的組裝與調(diào)試........................................12</p><p>　　4.1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過程..............................................13</p>

12、;<p>　　4.2電路的組裝...................................................13</p><p>　　4.3電路的測(cè)試...................................................13</p><p>　　第五章 結(jié)論...............................

13、..................................20</p><p>　　第六章 收獲與體會(huì).....................................................20</p><p>　　致謝.................................................................21<

14、/p><p>　　參考文獻(xiàn).........................................................21</p><p>　　附錄I 元件清單...........................................................22</p><p><b>　　第一章 緒論</b&

15、gt;</p><p><b>　　1.1課題背景</b></p><p>　　兩級(jí)組容耦合放大電路由于耦合電容的隔值作用，使各級(jí)放大電路的靜態(tài)值可單獨(dú)調(diào)整；多級(jí)放大電路總的放大倍數(shù)則為各級(jí)放大倍數(shù)之積。阻容耦合電容會(huì)使放大電路的低頻增益下降。由于三極管結(jié)電容和線路分布電容的影響，使放大電路的高頻增益下降，即放大電路的增益是隨著信號(hào)頻率的變化而變化，稱之為放大電路的幅

16、頻特性；負(fù)反饋的引入會(huì)使放大電路的增益下降、失真波形轉(zhuǎn)為非失真波形。對(duì)本放大電路通頻帶進(jìn)行研究。</p><p>　　第二章 電路設(shè)計(jì)及其工作原理</p><p><b>　　電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)課題設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)的要求和所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了以下的設(shè)計(jì)。圖一為電路的方框圖、圖二為電路原理圖</p><p>

17、;　　圖一 電路的方框圖</p><p>　　圖二 電路原理圖 </p><p><b>　　二、工作原理：</b></p><p>　　1、按圖連接電路，Ucc=12v，在輸入端加入f=1khz、電壓Ui=5~10mv的正弦波。用示波器觀察第二級(jí)的輸出Uo，使波形最大不失真時(shí)測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)。在保持靜態(tài)工作點(diǎn)不變的情況下，分別測(cè)量級(jí)間的電壓

18、，計(jì)算出放大倍數(shù)。</p><p>　　2、在放大電路中引入負(fù)反饋。保持輸入信號(hào)不變，引入負(fù)反饋之后，第一級(jí)的輸出以及第二級(jí)的輸出都相應(yīng)的減小，放大倍數(shù)降低，將波形調(diào)試到失真狀態(tài)，加入負(fù)反饋之后波形轉(zhuǎn)變?yōu)榉鞘д鏍顟B(tài)，此現(xiàn)象已觀察到。</p><p>　　3、兩級(jí)組容耦合放大電路的頻寬帶是指上線截止頻率至下線截止頻率之差，阻容耦合放大電路的上線截止頻率是指隨著頻率的升高使放大倍數(shù)下降到原來的

19、0.707倍，下線截止頻率是指隨著頻率的降低使放大倍數(shù)下降到原來的0.707倍。根據(jù)這個(gè)原理來測(cè)出通頻帶。</p><p><b>　　第三章 器件的選擇</b></p><p><b>　　3.1 三極管</b></p><p>　　晶體三極管（以下簡(jiǎn)稱三極管）按材料分有兩種：鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結(jié)

20、構(gòu)形式，但使用最多的是硅NPN和PNP兩種三極管，兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的，下面僅介紹NPN硅管的電流放大原理。NPN管它是由2塊N型半導(dǎo)體中間夾著一塊P型半導(dǎo)體所組成，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，而集電區(qū)與基區(qū)形成的PN結(jié)稱為集電結(jié)，三條引線分別稱為發(fā)射極e、基極b和集電極。當(dāng)b點(diǎn)電位高于e點(diǎn)電位零點(diǎn)幾伏時(shí)，發(fā)射結(jié)處于正偏狀態(tài)，而C點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位幾伏時(shí)，集電結(jié)處于反偏狀態(tài)，集電極電源要高于基極電源。

21、我們所應(yīng)用的NPN型三極管。如圖一為NPN型三極管。</p><p>　　1、發(fā)射極 E   2、基 極 B    3、集電極 C </p><p>　　圖一 NPN型三極管</p><p><b>　　3.2 電位器</b></p><p>　　電位器是

22、可變電阻器的一種。通常是由電阻體與轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)系統(tǒng)組成，即靠一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)在電阻體上移動(dòng)，獲得部分電壓輸出。電位器的作用——調(diào)節(jié)電壓（含直流電壓與信號(hào)電壓）和電流的大小。電位器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——電位器的電阻體有兩個(gè)固定端，通過手動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸或滑柄，改變動(dòng)觸點(diǎn)在電阻體上的位置，則改變了動(dòng)觸點(diǎn)與任一個(gè)固定端之間的電阻值，從而改變了電壓與電流的大小。電位器是一種可調(diào)的電子原件。它是由一個(gè)電阻體和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)系統(tǒng)組成。當(dāng)電阻體的兩個(gè)固定觸電之間外加一個(gè)電

23、壓時(shí)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)系統(tǒng)改變觸點(diǎn)在電阻體上的位置，在動(dòng)觸點(diǎn)與固定觸點(diǎn)之間便可得到一個(gè)與動(dòng)觸點(diǎn)位置成一定關(guān)系的電壓。它大多是用作分壓器，這時(shí)電位器是一個(gè)四端元件。電位器基本上就是滑動(dòng)變阻器，有幾種樣式，一般用在音箱音量開關(guān)和激光頭功率大小調(diào)節(jié)電位器是一種可調(diào)的電子元件。用于分壓的可變電阻器。在裸露的電阻體上，緊壓著一至兩個(gè)可移金屬觸點(diǎn)。觸點(diǎn)位置確定電阻體任一端與觸點(diǎn)間的阻值。按材料分線繞、炭膜、實(shí)芯式電位器；按輸出與輸入電壓比與旋轉(zhuǎn)角度的

24、關(guān)系分直線式電位器（呈線性關(guān)系）、函數(shù)電位器（呈曲線關(guān)系）。主要參數(shù)為阻值、容差、額定功率。廣泛用于電子設(shè)備，在</p><p><b>　　3.3電容</b></p><p>　　電容（或稱電容量）是表現(xiàn)電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。我們把電容器的兩極板間的電勢(shì)差增加1伏所需的電量，叫做電容器的電容。電容器從物理學(xué)上講，它是一種靜態(tài)電荷存儲(chǔ)介質(zhì)（就像一只水桶一樣，你可

25、以把電荷充存進(jìn)去，在沒有放電回路的情況下，刨除介質(zhì)漏電自放電效應(yīng)(電解電容比較明顯），可能電荷會(huì)永久存在，這是它的特征，它的用途較廣，它是電子、電力領(lǐng)域中不可缺少的電子元件。主要用于電源濾波、信號(hào)濾波、信號(hào)耦合、諧振,濾波,補(bǔ)償,充放電,儲(chǔ)能、隔直流等電路中。特點(diǎn)為隔直流通交流,阻低頻通高頻。我們應(yīng)用的鋁電解電容。如圖二為鋁電解電容</p><p><b>　　圖二 鋁電解電容</b>&l

26、t;/p><p><b>　　3.4電阻 </b></p><p>　　電阻是所有電路中使用最多的元件之一。在物理學(xué)中，用電阻來表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小。導(dǎo)體的電阻越大，表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越大。不同的導(dǎo)體，電阻一般不同，電阻是導(dǎo)體本身的一種特性。電阻元件是對(duì)電流呈現(xiàn)阻礙作用的耗能元件。因?yàn)槲镔|(zhì)對(duì)電流產(chǎn)生的阻礙作用，所以稱其該作用下的電阻物質(zhì)。電阻將會(huì)導(dǎo)致電子流通

27、量的變化，電阻越小，電子流通量越大，反之亦然。</p><p>　　電阻元件的電阻值大小一般與溫度，材料，長(zhǎng)度，還有橫截面積有關(guān)，衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù)，其定義為溫度每升高1℃時(shí)電阻值發(fā)生變化的百分?jǐn)?shù)。 　　電阻的主要物理特征是變電能為熱能，也可說它是一個(gè)耗能元件，電流經(jīng)過它就產(chǎn)生內(nèi)能。電阻在電路中通常起分壓、分流的作用。對(duì)信號(hào)來說，交流與直流信號(hào)都可以通過電阻。</p><

28、p>　　我們所使用的是色環(huán)電阻。如圖三為色環(huán)電阻</p><p><b>　　圖三 色環(huán)電阻</b></p><p>　　第四章 電路的組裝與調(diào)試</p><p><b>　　4.1 實(shí)驗(yàn)過程</b></p><p>　　1、對(duì)題目進(jìn)行了詳細(xì)的分析，研究，并積極地查找了有關(guān)資料，同時(shí)也收集了

29、相關(guān)的數(shù)據(jù)。</p><p>　　2、來到了實(shí)驗(yàn)室，找到所需的器件，根據(jù)原理圖進(jìn)行了搭接電路。</p><p>　　3、經(jīng)過反復(fù)糾正與查找最終實(shí)驗(yàn)成功。</p><p>　　4.2 電路的組裝</p><p>　　第一步：根據(jù)電路圖中的器件參數(shù)選出所需的元器件</p><p>　　第二步：把所選的元器件進(jìn)行簡(jiǎn)單的測(cè)試

30、，看是否有損壞現(xiàn)象。</p><p>　　第三步：準(zhǔn)備好測(cè)量所需要的儀器及設(shè)備</p><p>　　第四步：連接電路，把已選的器件連入電路中電源和地線要接好。</p><p>　　4.3 電路的調(diào)試</p><p>　　1、把連接好的電路通電，電源電壓為12v，輸入正弦波電壓為7.3mv、頻率為1000Hz，測(cè)試相關(guān)數(shù)據(jù)，觀測(cè)波形。如圖一為

31、連接電路的實(shí)物圖</p><p><b>　　圖一 電路實(shí)物圖</b></p><p>　　2、示波器測(cè)出輸出最大不失真的正弦波。圖二為輸出最大不失真波形</p><p>　　圖二 輸出最大不失真的正弦波</p><p>　　3、測(cè)量第一級(jí)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，如圖三一級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量</p><p

32、>　　圖三 一級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量</p><p>　　4、測(cè)量第二級(jí)得靜態(tài)工作點(diǎn)，如圖四二級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量</p><p>　　圖四 二級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量</p><p>　　3、在電路中加入負(fù)反饋，未加入負(fù)反饋時(shí)波形失真，加入負(fù)反饋，波形未失真。如圖六為未加入負(fù)反饋時(shí)失真波形，圖五為加入負(fù)反饋時(shí)波形未失真</p><p>　　圖五

33、加入負(fù)反饋時(shí)未失真波形</p><p>　　圖六 未加入負(fù)反饋的失真波形</p><p>　　4、上線頻率的測(cè)試：隨著頻率的升高使放大倍數(shù)下降到原來的0.707倍(最大不失真輸出的電壓為1.8v，波形升高到2070kHz），實(shí)際測(cè)量電壓值為1.27v，如圖七為求上限頻率時(shí)實(shí)際測(cè)量的電壓值和頻率值</p><p>　　圖七 求上限頻率時(shí)實(shí)際測(cè)量的電壓值和頻率值<

34、/p><p>　　5、下限頻率的測(cè)試:隨著頻率降低使放大倍數(shù)下降到原來的0.707倍(最大不失真輸出的電壓為1.8v，波形升高到44Hz），實(shí)際測(cè)量電壓值為1.27v，圖八為求下限頻率時(shí)實(shí)際測(cè)量的電壓值和頻率值</p><p>　　圖八 求下限頻率時(shí)測(cè)量實(shí)際測(cè)量的電壓值和頻率值</p><p>　　6、圖九為放大電路的幅頻特性</p><p>　

35、　圖九 放大電路的幅頻特性</p><p>　　表一是用萬用表對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量</p><p><b>　　表一： </b></p><p>　　表二是對(duì)電壓放大倍數(shù)的測(cè)量。電壓放大倍數(shù)的測(cè)量首先要保持靜態(tài)工作點(diǎn)不變的情況下，在用萬用表測(cè)量Uo1、Uo2、Uo3,在計(jì)算出每一級(jí)得放大倍數(shù)之積為最后的放大倍數(shù)。</p><p

36、><b>　　表二： </b></p><p>　　表三為幅頻特性的測(cè)量。 </p><p><b>　　表三：</b></p><p><b>　　第五章 結(jié)論</b></p><p>　　1、通過兩級(jí)阻容耦合放大電路的研究，直接耦合與阻容耦合的區(qū)別是：直接

37、偶合放大是把原來的信號(hào)按原樣放大，阻容耦合可以利用電容的隔直通交性把一定頻率以上的電信號(hào)放大。學(xué)會(huì)了多級(jí)放大電路的級(jí)間阻容耦合方式及靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法。</p><p>　　2、能夠算處各級(jí)之間的放大倍數(shù)</p><p>　　3、進(jìn)一步了解負(fù)反饋在放大電路中雖然會(huì)導(dǎo)致閉環(huán)增益的下降，但能使放大電路的許多性能得到改善。減小非線性失真，改變輸入電阻和輸出電阻等。但負(fù)反饋電路只能減小非線性失真

38、，不能完全消除電路的改善功能與溫度、輸入信號(hào)、負(fù)載。</p><p>　　4、掌握了通頻帶的測(cè)量以及計(jì)算方法，并能畫出它的幅頻特性線。</p><p>　　第六章 收獲與體會(huì)</p><p>　　短短的兩個(gè)星期過去了，通過做這次實(shí)驗(yàn)并查找資料，能夠在書本資料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行實(shí)際操作，實(shí)踐與理論相結(jié)合，對(duì)放大倍數(shù)、負(fù)反饋、通頻帶有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。我就得這次課設(shè)會(huì)在我

39、的大學(xué)生活里留下深刻的一筆，美好的時(shí)間總是過的飛快，但這美好的一刻都會(huì)印在我們的心中。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　時(shí)間就這樣匆匆離去，在這次課程設(shè)計(jì)當(dāng)中我覺得我最應(yīng)該感謝帶我們課設(shè)的**老師，在這燃熱的天氣中，劉老師對(duì)于學(xué)生的困惑不厭其煩的進(jìn)行解答。在這次課設(shè)中，劉老師對(duì)我的幫助很大，他細(xì)心的為我解答各種疑惑，使我對(duì)這個(gè)兩級(jí)組容耦合

40、放大電路的研究有了更深刻的認(rèn)識(shí)。*老師對(duì)于學(xué)生不厭其煩的精神深深打動(dòng)了我，使我早學(xué)習(xí)生涯中能夠持之以恒。衷心的感謝*老師！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　（1）電工及工業(yè)電子學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)（電工教研室編）</p><p>　?。?）電路與電子線路實(shí)驗(yàn)講義（鄭濟(jì)仲編）</p><p>　?。?/p>