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模拟电子技术课程设计

课程名称：

题目名称： 晶体管两级放大电路的设计与制作

班 级： 2011 级 电气工程及其自动化 专业 1 班

姓 名 ：

学 号 ：

评定成绩 ：

提交日期 ：

指导教师：

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目 录

一、课程设计目的、任务............................. 错误！未定义书签。

二、实验仪器、工具、元件........................... 错误！未定义书签。

三、电路设计说明................................... 错误！未定义书签。

四、测试结果和理论计算比较......................... 错误！未定义书签。

五、总结和体会..................................... 错误！未定义书签。

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晶体管两级放大电路的设计与制作

一、 课程设计目的、任务

1、 目的：

①培养实事求是、一丝不苟;严格、严密、严肃的科学态度;以及独立工作的能力; ②培养基本实践技能;提高分析问题与解决问题的能力;

③巩固、加深并扩大所学到的理论知识;培养运用基本理论分析处理工程问题的能力;

④重要的不是能否完成课程设计——实践性实验，而是在本次课程设计中学会了什么——从工程角度进行探索性实验。

2、任务：设计制作分立元件阻容耦合两级晶体管放大电路

技术要求：

电压放大倍数Au > 100

輸出最大电压 Upp>8V

输入电阻 Ri > 50KΩ

输出电阻 R0 < 3KΩ

最低工作频率 FL=500HZ

设计制作流程：

1、理论估算各级放大电路低频小信号模型的小信号范围

估算最大不失真输出电压Uom

对制作好的放大电路进行技术指标测试，并与理论估算值进行比较

分析比较结果

分析设计、制作中存在的问题

提出改进的意见和措施

2、 初步了解电路板的设计原则、制作流程和制作工艺

3、 用给定的万用板焊接出实际电路，并完成调试及测试

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二、 实验仪器、工具、元件 两级放大电路元件：

工具列表

电烙铁 1把 数字万用表 1台 斜口钳 1把 尖嘴钳 1把 镊子 1把 小刀 1把

信号发生器 1台 示波器 1台 双通道直流电源 1台(配线) 焊锡丝 1米 松香 1小块

三、电路设计说明（参考教材与ppt）

1、两级放大电路分析

预想该电路采用两级放大，第一级为共集电路，利用其作为电压跟随器，Au约等于1，满足输入电阻Ri?50k?，输出电阻小，带负载能力强。第二级为共射电路，两级之间采用阻容耦合方式连接。

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设计电路图如下：

1） 电路图的静态分析（分析静态电路的意义）和动态分析:

分析静态电路的意义：对于放大电路的基本要求，一是不失真，二是能够放大。如果输出波形严重失真，所谓的“放大”就毫无意义。因此，设置合适的静态工作点，以保证放大电路不产生失真是非常必要的。另外，Q点不仅影响电路是否会产生失真，而且影响着放大电路几乎所有的动态参数。

对于上述电路图的静态分析：

直流通路：

第一级为基本放大电路：

IBQ1?VCC?UBEQ1

RB1?(1??1)REIEQ1?(1??1)IBQ1UCEQ2?VCC?IEQ1RE

第二级为基本放大电路：

VCC?UBEQ2?11.3IBQ2?RB2RB2 UCEQ2?VCC?ICQ2RC

ICQ2???IBQ2UBQ1?0.7VRC、?已知，考虑静态工作点，如何估算RB25

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对于上述电路的动态分析：

交流等效电路：

u1?A

?(1??1)(RE//Ri2)?1rbe1?(1??1)(RE//Ri2)rbe?200?26mV26mV?200???IBQICQ

??? ?Au?Au1?Au2?100

Ri?RB1//[rbe1?(1??1)(RE//Ri2)]? 50K

?RUo2?Au2????2C??100rbe2 Uo1??RO?RC? 3K

2）器件在电路中的作用

RB1与RB2分别为第一级和第二级的基极电阻，电源通过RB1与RB2给基极提供合适的基极电流。

RE为射极电阻，主要对交流信号起反馈作用，在电路中引入了电流串联负反馈，能稳定输出电流和增大放大器的输入电阻，并且使放大器的放大倍数减小。

RC为集电极电阻，其作用是将放大了的集电极电流的变化转化为集电极电压的变化，然后输出。

电容C1起到阻容耦合的作用，隔直通交。电容C2和C3分别为第二级的输入与输出隔直电容，其作用为使放大器与前后级电路互不影响，同时又起到交流耦合作用，让交流信号顺利通过。

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3）理论计算过程

例： ?1??2?230

VCC?12V?RC?2.4K?RO?RC? 3K

假设三极管静态工作点的位置在UCE=5V(范围4V ～7V之间较合适)

V?57ICQ2? CC??2.92mARC2.4

I2.92IBQ2?C??12.7?A?2230

??2RC?Au2????245??100rbe2

Ri2?RB2//Rbe2?2.24K

Ri2?RB2//RC?2.24K IBQ2?IC?2?2.92?12.7?A230rbe2?200?RB2?26mV?2.25KIBQ2VCC?UBE211.3V??890KIBQ212.7?ARi?RB1//[rbe1?(1??1)(RE//Ri2)]? 50K

Ri? RB1//[rbe1?(1??1)(RE//Ri2)]

?R B1//?1?(RE//Ri2)? 50K

RB1?200K假设取RE?2.4K来满足条件，得出

假设三极管静态工作点的位置在UCE=5V

V?57IEQ1?CC??2.92mARE2.4

?IC?2.92?12.7?AIBQ21??2231

?VCC?VB?12?UBE?VE?4.3V?340KRB1IBQ212.7?A12.7?A

满足假设RB1?200K，即Ri?50K

2、元件参数测定

1）电阻的测量（方法及注意事项）

用万用表没量电阻时，首先应该将表笔短接，拧动调零电位器调零，使指针在欧姆零位上。而且每次换档之后也需重新调整调零电位器调零。在选择欧姆档位时，尽量选择被测阻值在接近表盘中心阻值读数的位置，以提高测试结果的

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精确度；如果被电阻在电路板上，则应焊开其中一脚方可测试，否则被电阻有其它分流器件，读数不准确！测量阻值电阻时，不要两手手指分别接触表笔与电阻的引脚，以妨人体电阻的分流，增加误差。

2）三极管参数的测定（方法 如何验证三级管的好坏 区分管脚）

a.用万用表分辨三极管极性：

红表笔接三极管的任一脚，黑表笔分别接三极管的另外两脚。当测得阻值小时（几十欧到十几千欧）为PNP型；当测得阻值大时（几百千欧以上）为NPN型。且红表笔接的是三极管的基极。

b. 分辨NPN型三极管集电极和发射机方法：

前面分辨NPN型还是PNP型三极管时已经确定基极，用万用电表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec，两次测量中万用表指针偏转角度都很小，仔细观察，会有一次偏转角度稍大，此时电流的流向一定是：黑表笔→c极→b极→e极→红表笔，电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致(“顺箭头”)，所以此时黑表笔所接的一定是集电极c，红表笔所接的一定是发射极e。

c.测量三极管的放大倍数β：

将万用表调到HFE档位，将三极管的三个极插入万用表左下角对应的插孔，万用表屏幕上就会显示该三极管的电流放大倍数。

3、实际电路制作及注意事项

1）如何设计实际电路（如布线及预留测试点）

在设计实际电路时，应考虑元器件整体布局，使得制作的电路版简洁美观；同时元器件的安排也应使得布线最短，节省材料。同时两个电位器分别与两个三极管的集电极之间应预留测试点以便测量电阻；第一级与第二级放大电路之间也应预留测试点，用于分级测量。

2)成品电路（图片）

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四、测试结果和理论计算比较

1、静态测试以及分析与问题说明

1）测量的方法

测量方法及必要公式计算：

a.第一级共集放大：

接通直流电源前，先将电位器调制阻值最大处，接通+12V电源，调节电位器，使得UCEQ1=5.5V，用万用表测量此时发射极电压UE的值，则

ICQ126mVUEICQ1?IEQ1? , IBQ1? , rbe1?200?. REIBQ1?

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b.第二级共射放大：

接通+12V电源，调节电位器，使得UCEQ2?5.28V，用万用表测量此时的集电极电阻两端电压UC,则IEQ2?ICQ2

ICQ2UC26mV

, IBQ2? , rbe2?200?. ?RCIBQ2?

将测量值与理论值整理得如下表：

静态测试

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2、动态测试以及分析与问题说明

测量方法及必要公式计算：

a.电压放大倍数的测量：

调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压Ui?15mV，同时用示波器观察放大器输出电压Uo波形，在波形不失真的条件下直接在示波器上读取

Uo的值。在分级测量时可断开预留测试点进行测量。

b.测量输入电阻：

在电路的输入端串联一个1kΩ的电阻，将示波器的两个通道借口分别接原输入端与串联电阻后的输入端，分别读取电压Ui与US，则Ii?

即得输入电阻。在分级测量时可断开预留测试点进行测量。

c.测量输出电阻：

分别测出输出端加1kΩ负载和空载时的电压UL和UO，则RO?

即为输出电阻。在分级测量时可断开预留测试点进行测量。

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Us?UiU，Ri?iRIiUO?UL.ULR

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将测量值整理如得下表：

3*、测试通频带

1） 什么是通频带

通频带用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。由于放大电路中电容、电感及半导体器件结电容等电抗元件的存在，在输入信号频率较低或较高时，放大倍数的数值会下降并产生相移。通常情况下，放大电路只适用于放大某一个特定频率范围内的信号。

下限截止频率fL：在信号频率下降到一定程度时，放大倍数的数值明显下降，使放大倍数的数值等于0.707倍 的频率称为下 限截止频率fL。

限截止频率fH：信号频率上升到一定程度时，放大倍数的数值也将下降，使放大倍数的数值等于0.707倍 的频率称为上限截止频率fH。

通频带fbw：fL与fH之间形成的频带称中频段，或通频带fbw。 2）测量的方法

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保持输入信号Ui的幅度不变，改变信号源频率f进行测量。以1kHz为fo，记入此时输出电压Uo，然后将频率调低，寻找电压为0.707倍的Uo时的频率，

即为fL。将频率调高，以同样的方法找出fH。则通频带即为fbw=fH-fL.实测fH=346kHz，fL=40Hz，则fbw?346kHz.

五、总结和体会

1、手写

2、内容：对设计的方法的总结。遇到问题时应该采取什么样的方法来解决。

从设计中你得到了什么，有什么的不足等。

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第二篇：模电课程设计报告(10)

《模 拟 电 子 技 术》

课程设计报告

系    别：    电气工程系               

专业班级：     09电科（一）班            

学生姓名：      曹海锋                    

指导教师：      赵剑锷                  

20##年09月 25 日

郑州科技学院

目        录

                                              

                                                           1 课程设计的目的………………………………………………………1

2课程设计的题目要求…………………………………………………1

3课程设计报告内容……………………………………1                3.1实验设计的意义……………………………………………………2

3.2半双工对讲机实现方法…………………………………………2

3.3 电路原理分析……………………………………………………2

3.4电子元件清单及选择…………………………………………3

4总结………………………………………………………………3

参考文献…………………………………………………………4

摘  要
无线对讲机是移动通信中一个重要的分支,应用非常广泛,无线电对讲机和其它无线通信工具(如手机)其市场定位各不相同,难以互相取代,还将长期使用下去。本论文研究设计了一款调频无线对讲机。首先介绍了调频无线对讲机的功能、性能指标和工作原理。从工作原理出发,通过现代电子系统设计方法,深入行业现状寻找到低成本的器件MC3363、MC2833、LM386等,确立了完整具体的方案。在具体的硬件设计实现上,分成发射和接收两部分,分别对各个功能模块以信号、控制为联系进行设计。在硬件设计上,通过主要芯片将各功能模块有机地组织起来协同完成系统需要的功能。

1课程设计目的

   对讲机在现实生活中应用广泛。这次设计制作的对讲机简单实用可以满足日常生活使用。我们学习模拟电子技术重要的在于应用，通过这次实践，可以让我们将理论与实践结合，是对我们已经学习知识的一次实际应用与巩固，更是一次升华！这对于以后学习其他知识奠定基础，我们知道学习模电就要将元件的特点,功能，使用方法等熟练掌握，组成一个合理，经济，实用的系统 。总而言之，这次实践是我受益匪浅。

                                                                    2 课程设计的题目要求

   本对讲机成本低廉，电路简单，可用于办公室不同房间对讲、婴儿室监听等。通话距离可达2Km。

  a.采用集成运放和集成功放及阻容元件等构成对讲机，实现甲、乙双方异地通话。

  b.用扬声器用作话筒和喇叭，双方对讲、互不影响。

  c.电源电压4.5～9.0v.

                                                             3.课程设计报告内容

3.1半双工对讲机实验设计的意义
    有线对讲机在日常生活中应用广泛。有线对讲机原理简单，设计方便，制作简易，成本低。广泛用于医院病员呼叫机、门铃、室内电话等。所以有线对讲机日益成为日常生活中不可缺少的部分。我们了解了它的原理过程，正确使用操作它，可以提高我们知识的应用性。本次试验既增长了我们的知识，又让磨砺了我们的意志以及团队意识。更让我们对电子模拟更加感兴趣，为以后的研究道路上做了很好的铺垫。
  3.2半双工对讲机实现方法

    方案一：半双工对讲机，在同一时间内只能工作在一种状态下（收，发）的对讲机。即是说接受时不能发射，发射时不能接受；要实现这两种功能只能是通过开关来切换。

    方案二：同时处于收发状态的对讲机称为双工对讲机。也就是说像普通电话一样，两种状态同时进行，内部的收发电路同时工作。

    经比较双工对讲机造价高，体积较大，电路复杂，耗电高；而半双工对讲机造价低，体积小，电路简单耗电低，所以本设计为半双工对讲机。

  3.3电路组成，如下图所示：

                                                                        

       

      BL2引出线最好采用双绞线，以减少干扰。必要时可增加一只电源开关，以免不用时空耗电能，本电路的缺点是分机无法主呼主机。

3.2电路原理分析

     　电路原理：

该电路只能进行“半双工”对讲，即主机和分机之间只能一方说、另一方听，而不能双方同时听说。听、说由开关S1转换，S1设在主机处。图中所示S1位置可分机说、主机听；若S1拨向下方，就变为主机说、分机听。分机方只设一只扬声器BL2，既当话筒又当听筒。主机扬声器BL1也是如此。LM386用作功放，由第③脚输入信号，第⑤脚输出信号，第①、⑧脚所接电容可调整电路增益，可不用。电源电压从4.5－9V均可。

                                                       3.3电子元件清单及选择

     

     

4.总结

通过本次课程设计，加深了对模电知识的理解，增强了动手能力。设计过程中，每一元件都需要精心的计算，电路图的设计也需精心琢磨。所有这一切培养了做学问严谨态度和科学精神；本次设计为今后学习甚至工作积累了经验。在焊接过程中遇到了多多少少的问题 ，需要自己细心耐心解决。因为搞设计的如果没有耐心和严谨的话，是不可能有所成就的。养成这样的习惯对自己以后的道路很有帮助。在本次设计实验中自己也暴露出不少缺点，其中包括电子电路基本知识不扎实、焊接技术不太熟练、对电子设计类软件和集成电子产品不了解等。针对自身的不足，查漏补缺。在以后的学习中要多查阅电子学习资料，以丰富自己的理论知识，夯实理论基础。作为当代大学生，仅仅掌握理论知识是远远不够的，还需要大量的实践，加强素质，成为一名合格的大学生。