模擬電子技術課程設計--兩級阻容耦合放大電路的研究

1、<p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　設計題目： 兩級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： </p><p>　　學生姓名：

2、 </p><p>　　指導教師： </p><p>　　2012年7月13日</p><p><b>　　課程設計任務書</b></p><p>　　課程設計題目 兩級阻容耦合放大電路的研究 </p>&

3、lt;p>　　課程設計時間： 2012 年 7 月 2 日至 2012年 7 月13日 </p><p>　　課程設計的內容及要求：</p><p><b>　　主要內容</b></p><p>　　1、掌握模擬電子相關技術</p><p>　　2、對兩級阻容耦合放大電路的放大倍數、負反饋、通頻帶的研究</p

4、><p>　　3、連接實際電路進行測試</p><p>　　4、完成本題目的課程設計論文</p><p><b>　　基本要求</b></p><p>　　1、設計兩級阻容耦合放大電路的原理圖</p><p>　　2、連接實驗電路實現放大倍數、負反饋、通頻帶的測量</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>　　（1）電工及工業(yè)電子學實驗指導 (電工教研室編）</p><p>　?。?）電路與電子線路實驗講義（鄭濟仲編）</p><p>　　（3）電子技術基礎（康華光編 高等教育出版社）</p><p>

6、;　?。?）實用電路速學速用寶典（張慶雙編 機械工業(yè)出版社）</p><p><b>　　評語</b></p><p><b>　　成績</b></p><p>　　指導教師 年 月 日</p><p>　　負責教師

7、 年 月 日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　這次的課設題目是對兩級組容耦合放大電路的研究，采用的是模擬電子技術，主要對放大電路的研究。在日常生活當中，對放大器的要求非常廣泛，它應用在各種領域，如課堂、晚會、火車站、飛機場等。這樣就要嚴格要求放大倍數、音質、音量等在應用時能夠最大不失真。在我

8、們所學的模擬電子知識中，通過放大器來實現對放大倍數、負反饋、通頻帶的研究。</p><p>　　關鍵詞：放大電路、負反饋、通頻帶</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　緒論................................................................6</p>

9、<p>　　電路設計及其工作原理................................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>　　電路的組裝與調試........................................12</p><p>　　4.1實驗準備過程..............................................13</p>

12、;<p>　　4.2電路的組裝...................................................13</p><p>　　4.3電路的測試...................................................13</p><p>　　第五章 結論...............................

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

14、/p><p>　　參考文獻.........................................................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>　　兩級組容耦合放大電路由于耦合電容的隔值作用，使各級放大電路的靜態(tài)值可單獨調整；多級放大電路總的放大倍數則為各級放大倍數之積。阻容耦合電容會使放大電路的低頻增益下降。由于三極管結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頻率的變化而變化，稱之為放大電路的幅

16、頻特性；負反饋的引入會使放大電路的增益下降、失真波形轉為非失真波形。對本放大電路通頻帶進行研究。</p><p>　　第二章 電路設計及其工作原理</p><p><b>　　電路設計</b></p><p>　　根據課題設計技術指標的要求和所學的知識進行了以下的設計。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的輸出Uo，使波形最大不失真時測量靜態(tài)工作點。在保持靜態(tài)工作點不變的情況下，分別測量級間的電壓

18、，計算出放大倍數。</p><p>　　2、在放大電路中引入負反饋。保持輸入信號不變，引入負反饋之后，第一級的輸出以及第二級的輸出都相應的減小，放大倍數降低，將波形調試到失真狀態(tài)，加入負反饋之后波形轉變?yōu)榉鞘д鏍顟B(tài)，此現象已觀察到。</p><p>　　3、兩級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下降到原來的0.707倍。根據這個原理來測出通頻帶。</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

20、構形式，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型半導體中間夾著一塊P型半導體所組成，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的PN結稱為發(fā)射結，而集電區(qū)與基區(qū)形成的PN結稱為集電結，三條引線分別稱為發(fā)射極e、基極b和集電極。當b點電位高于e點電位零點幾伏時，發(fā)射結處于正偏狀態(tài)，而C點電位高于b點電位幾伏時，集電結處于反偏狀態(tài)，集電極電源要高于基極電源。

21、我們所應用的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動或滑動系統(tǒng)組成，即靠一個動觸點在電阻體上移動，獲得部分電壓輸出。電位器的作用——調節(jié)電壓（含直流電壓與信號電壓）和電流的大小。電位器的結構特點——電位器的電阻體有兩個固定端，通過手動調節(jié)轉軸或滑柄，改變動觸點在電阻體上的位置，則改變了動觸點與任一個固定端之間的電阻值，從而改變了電壓與電流的大小。電位器是一種可調的電子原件。它是由一個電阻體和一個轉動或滑動系統(tǒng)組成。當電阻體的兩個固定觸電之間外加一個電

23、壓時，通過轉動或滑動系統(tǒng)改變觸點在電阻體上的位置，在動觸點與固定觸點之間便可得到一個與動觸點位置成一定關系的電壓。它大多是用作分壓器，這時電位器是一個四端元件。電位器基本上就是滑動變阻器，有幾種樣式，一般用在音箱音量開關和激光頭功率大小調節(jié)電位器是一種可調的電子元件。用于分壓的可變電阻器。在裸露的電阻體上，緊壓著一至兩個可移金屬觸點。觸點位置確定電阻體任一端與觸點間的阻值。按材料分線繞、炭膜、實芯式電位器；按輸出與輸入電壓比與旋轉角度的

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

25、以把電荷充存進去，在沒有放電回路的情況下，刨除介質漏電自放電效應(電解電容比較明顯），可能電荷會永久存在，這是它的特征，它的用途較廣，它是電子、電力領域中不可缺少的電子元件。主要用于電源濾波、信號濾波、信號耦合、諧振,濾波,補償,充放電,儲能、隔直流等電路中。特點為隔直流通交流,阻低頻通高頻。我們應用的鋁電解電容。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。在物理學中，用電阻來表示導體對電流阻礙作用的大小。導體的電阻越大，表示導體對電流的阻礙作用越大。不同的導體，電阻一般不同，電阻是導體本身的一種特性。電阻元件是對電流呈現阻礙作用的耗能元件。因為物質對電流產生的阻礙作用，所以稱其該作用下的電阻物質。電阻將會導致電子流通

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，長度，還有橫截面積有關，衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數，其定義為溫度每升高1℃時電阻值發(fā)生變化的百分數。 　　電阻的主要物理特征是變電能為熱能，也可說它是一個耗能元件，電流經過它就產生內能。電阻在電路中通常起分壓、分流的作用。對信號來說，交流與直流信號都可以通過電阻。</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 電路的組裝與調試</p><p><b>　　4.1 實驗過程</b></p><p>　　1、對題目進行了詳細的分析，研究，并積極地查找了有關資料，同時也收集了

29、相關的數據。</p><p>　　2、來到了實驗室，找到所需的器件，根據原理圖進行了搭接電路。</p><p>　　3、經過反復糾正與查找最終實驗成功。</p><p>　　4.2 電路的組裝</p><p>　　第一步：根據電路圖中的器件參數選出所需的元器件</p><p>　　第二步：把所選的元器件進行簡單的測試

30、，看是否有損壞現象。</p><p>　　第三步：準備好測量所需要的儀器及設備</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，測試相關數據，觀測波形。如圖一為

31、連接電路的實物圖</p><p><b>　　圖一 電路實物圖</b></p><p>　　2、示波器測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、測量第一級放大電路的靜態(tài)工作點，如圖三一級靜態(tài)工作點的測量</p><p

32、>　　圖三 一級靜態(tài)工作點的測量</p><p>　　4、測量第二級得靜態(tài)工作點，如圖四二級靜態(tài)工作點的測量</p><p>　　圖四 二級靜態(tài)工作點的測量</p><p>　　3、在電路中加入負反饋，未加入負反饋時波形失真，加入負反饋，波形未失真。如圖六為未加入負反饋時失真波形，圖五為加入負反饋時波形未失真</p><p>　　圖五

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

34、/p><p>　　5、下限頻率的測試:隨著頻率降低使放大倍數下降到原來的0.707倍(最大不失真輸出的電壓為1.8v，波形升高到44Hz），實際測量電壓值為1.27v，圖八為求下限頻率時實際測量的電壓值和頻率值</p><p>　　圖八 求下限頻率時測量實際測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>　　表一是用萬用表對靜態(tài)工作點的測量</p><p><b>　　表一： </b></p><p>　　表二是對電壓放大倍數的測量。電壓放大倍數的測量首先要保持靜態(tài)工作點不變的情況下，在用萬用表測量Uo1、Uo2、Uo3,在計算出每一級得放大倍數之積為最后的放大倍數。</p><p

36、><b>　　表二： </b></p><p>　　表三為幅頻特性的測量。 </p><p><b>　　表三：</b></p><p><b>　　第五章 結論</b></p><p>　　1、通過兩級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放大。學會了多級放大電路的級間阻容耦合方式及靜態(tài)工作點的調試方法。</p><p>　　2、能夠算處各級之間的放大倍數</p><p>　　3、進一步了解負反饋在放大電路中雖然會導致閉環(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、負載。</p><p>　　4、掌握了通頻帶的測量以及計算方法，并能畫出它的幅頻特性線。</p><p>　　第六章 收獲與體會</p><p>　　短短的兩個星期過去了，通過做這次實驗并查找資料，能夠在書本資料的基礎上，進行實際操作，實踐與理論相結合，對放大倍數、負反饋、通頻帶有了更進一步的認識。我就得這次課設會在我

39、的大學生活里留下深刻的一筆，美好的時間總是過的飛快，但這美好的一刻都會印在我們的心中。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　時間就這樣匆匆離去，在這次課程設計當中我覺得我最應該感謝帶我們課設的**老師，在這燃熱的天氣中，劉老師對于學生的困惑不厭其煩的進行解答。在這次課設中，劉老師對我的幫助很大，他細心的為我解答各種疑惑，使我對這個兩級組容耦合

40、放大電路的研究有了更深刻的認識。*老師對于學生不厭其煩的精神深深打動了我，使我早學習生涯中能夠持之以恒。衷心的感謝*老師！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　（1）電工及工業(yè)電子學實驗指導（電工教研室編）</p><p>　?。?）電路與電子線路實驗講義（鄭濟仲編）</p><p>　　（