1、<p><b>　　課程設(shè)計說明說</b></p><p>　　課程名稱： 電機學(xué) </p><p>　　專業(yè)班級： 電氣082 </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　學(xué)生姓名：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　時 間： 2010年12月至 2010年1月 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　音頻放大電路仿真設(shè)計3</p><p>　　1、設(shè)計指標要求

3、3</p><p><b>　　2.設(shè)計目的3</b></p><p>　　3、設(shè)計步驟和方法3</p><p>　　3.1、選擇電路方案3</p><p>　　3.2、計算元器件參數(shù)4</p><p>　　3.2.1確定電源電壓EC：4</p><p>　　3

4、.2.2確定T2的集電極電阻R8和靜態(tài)工作電流ICQ2。4</p><p>　　3.2.3確定T2發(fā)射級電阻R9：5</p><p>　　3.2.4確定晶體管T2：5</p><p>　　3.2.5確定T2的基極電阻R6和R75</p><p>　　3.2.6確定T1的靜態(tài)工作點 ICQ1；VCEQ6</p><

5、p>　　3.2.7確定T1管的集電極電阻R3，發(fā)射級電阻R4、 R5：6</p><p>　　3.2.8選擇T1管7</p><p>　　3.2.9T1管基極電阻的選取7</p><p>　　3.2.10耦合電容和旁路電容的選取7</p><p>　　3.2.11反饋網(wǎng)絡(luò)的計算8</p><p>　

6、　3.2.12.電路仿真圖形8</p><p>　　4、驗證論參………………………………………………………………………. 9</p><p>　　4.1驗證靜態(tài)工作點11</p><p>　　4.2.計算輸入電阻、輸出電阻及電壓放大倍數(shù)12</p><p>　　5、對收音機放大電路的調(diào)試13</p><p>

7、;　　6．組裝收音機的心得體會13</p><p><b>　　7、元器件表13</b></p><p>　　音頻放大電路仿真設(shè)計</p><p><b>　　1、設(shè)計指標要求</b></p><p>　　1、電壓放大倍數(shù)：Au=160</p><p>　　2、最大輸出電

8、壓：Uo=1.80V</p><p>　　3、頻率響應(yīng)：30Hz—30kHz</p><p>　　4、輸入電阻：ri>15kΩ </p><p>　　5、失真度：γ<10%</p><p>　　6、負載電阻：RL=2kΩ</p><p>　　7、電源電壓：EC=30V</p><p>

9、;<b>　　2、設(shè)計目的</b></p><p>　　1. 培養(yǎng)大學(xué)生的實際動手操作能力</p><p>　　2 .訓(xùn)練毅力和耐心。培養(yǎng)獨立思考問題的能力。</p><p>　　3. 較好的把握電路圖和實物之間的聯(lián)系，并且會對造電路圖檢測錯誤。</p><p>　　4.根據(jù)原理圖測出靜態(tài)工作點。</p>

10、<p><b>　　3、設(shè)計步驟和方法</b></p><p>　　3.1、選擇電路方案</p><p>　　收音機放大電路的框圖如下圖所示，根據(jù)設(shè)計指標選擇多級放大電路，前置級為電壓放大，輸出級為功率放大，主要對前置級電壓放大電路進行設(shè)計。</p><p>　　電路方案的確定包括以下幾個方面內(nèi)容：</p><p&

11、gt;　?。?）根據(jù)總的電壓放大倍數(shù)，確定放大電路的級數(shù)。</p><p>　　（2）根據(jù)輸入、輸出阻抗及頻率響應(yīng)等方面的要求，確定電路晶體管的組態(tài)及靜態(tài)偏置電路。</p><p>　?。?）根據(jù)三種耦合方式的不同特點，選用適當?shù)鸟詈戏绞健?lt;/p><p>　　3.2、計算元器件參數(shù)</p><p>　　3.2.1確定電源電壓EC：</

12、p><p>　　為保證輸出電壓幅度能達到指標要求，電源電壓EC應(yīng)滿足如下要求：</p><p><b>　　如圖1：</b></p><p><b>　　圖1 電源電壓波形</b></p><p>　　EC>2Vom+VE+VCES</p><p>　　式中：Vom為最大輸

13、出幅度 </p><p>　　VE為晶體管發(fā)射級電壓，取VE=2V。</p><p>　　VCES為晶體管飽和壓降，取VCES=1V。</p><p>　　指標要求的最大輸出電壓Vo=1V，給定電源電壓EC=30V，可以滿足要求。</p><p>　　3.2.2確定T2的集電極電阻和靜態(tài)工作電流：</p><p>　　

14、因為這級的輸出電壓比較大，為使負載得到最大幅度的電壓，靜態(tài)工作點應(yīng)設(shè)在交流負載線的中點。如圖2所示。</p><p>　　由圖可知，Q點在交流負載線的中點，因此的T2靜態(tài)工作點滿足下列條件。</p><p><b>　　(1-1)</b></p><p>　　在晶體管的飽和區(qū)和截止區(qū)，信號失真很大，為了使電路不產(chǎn)生飽和失真和截止失真，VCEQ2

15、應(yīng)滿足： 2 圖2T2靜態(tài)工作點 </p><p>　　

16、VCEQ2>Vom+VCES (1-2) </p><p>　　由（1-1）式消去ICQ2并將（1-2）式代入可得： </p><p>　　取VE=3V；VCES=1V</p><p><b>　　則：</b></p><p&

17、gt;　　取R8=1.0k 圖3靜態(tài)工作點分析圖</p><p>　　由（1-1）式消去VCEQ2可得：</p><p>　　3.2.3確定T2發(fā)射級電阻：</p><p><b>　　取R9=1.1K</b></p><p>　　

18、3.2.4確定晶體管T2：</p><p>　　選取晶體管時主要依據(jù)晶體管的三個極限參數(shù)：</p><p>　　BVCEO>晶體管c-e間最大電壓VCEmax（管子截止時c-e間電壓）</p><p>　　ICM>晶體管工作時的最大電流ICmax（管子飽和時c-e回路電流）</p><p>　　PCM>晶體管工作時的最大功耗

19、PCmax</p><p>　　由圖1可知：IC2最大值為IC2max=2ICQ2</p><p>　　VCE的最大值VCE2max=EC</p><p>　　根據(jù)甲類電路的特點，T2的最大功耗為：PCmax=VCEQ2·ICQ2</p><p>　　因此T2的參數(shù)應(yīng)滿足：</p><p>　　BVCEO&g

20、t;EC=30V ICM>2ICQ2=7.2mA PCM> VCEQ2·ICQ2=360mW</p><p>　　選用S9011，其參數(shù)滿足，β=100 </p><p>　　3.2.5確定T2的基極電阻：</p><p>　　在工作點穩(wěn)定的電路中，基極電壓VB越穩(wěn)定，則電路的穩(wěn)定性越好。因此，在設(shè)計電路時應(yīng)盡量使流

21、過R6和R7的IR大些，以滿足IR>>IB的條件，保證VB不受IB變化的影響。但是IR并不是越大越好，因為IR大，則R6和R7的值必然要小，這時將產(chǎn)生兩個問題：第一增加電源的消耗；第二使第二級的輸入電阻降低，而第二級的輸入電阻是第一級的負</p><p>　　而第二級的輸入電阻是第一級的負載，所以IR太大時，將使第一級的放大倍數(shù)降低。為了使VB穩(wěn)定同時第二級的輸入電阻又不致太小，一般計算時，按下式選

22、取IR的值：</p><p>　　IR=（5~10）IBQ 硅管</p><p>　　IR=（10~15）IBQ 鍺管</p><p>　　本電路T2選用的是硅管，取IR=10IBQ </p><p><b>　　則：由圖4知：</b></p&

23、gt;<p>　　?。篟7=15kΩ；R6=33kΩ。 圖4 基極電阻R6.R7分析圖</p><p>　　3.2.6確定T1的靜態(tài)工作點 ：</p><p>　　因為第一級是放大器的輸入級，其輸入信號比較小，放大后的輸出電壓也不大。所以對于第一級，失真度和輸出幅度的要求比較容易實現(xiàn)。主要應(yīng)考慮如何減小噪聲，因輸入級的噪聲將

24、隨信號一起被逐級放大，對整機的噪聲指標影響極大。晶體管的噪聲大小與工作點的選取有很大的關(guān)系，減小靜態(tài)電流對降低噪聲是有利的，但對提高放大倍數(shù)不利。所以靜態(tài)電流不能太小。在工程計算中，一般對小信號電路的輸入級都不詳細計算，而是憑經(jīng)驗直接選?。?ICQ1=0.1~1mA 鍺管</p><p>　　ICQ1=0.1~2mA 硅管</p><p&g

25、t;　　VCEQ=（2~3）V</p><p>　　取Icq1=2mA,VCE1=2V</p><p>　　3.2.7確定T1管的集電極電阻，發(fā)射級電阻 ： </p><p><b>　　由圖5知： </b></p><p>　　取：VE1=2V；VCEQ1=2V；ICQ1=2mA </p><p&g

26、t;　　則： 圖5電阻R3.R4.R5分析圖</p><p>　　?。篟3=13kΩ </p><p>　　?。篟4=56Ω=0.056KΩ；

27、R5=5.6KΩ</p><p>　　3.2.8選擇T1管</p><p>　　選取原則與T2相同：BVCE0＞Ec=15V； ICM＞2mA； PCM＞1.5mW，根據(jù)現(xiàn)有條件選用S9011。β=100</p><p>　　3.2.9T1管基極電阻的選取</p><p>　　?。篒R=5IBQ，VE1=2V</p><

28、;p><b>　　由圖6知；</b></p><p>　　?。篟1=82kΩ；R2=160kΩ 圖6 T1管電阻選取分析圖 </p><p>　　3.2.10耦合電容和旁路電容的選取 </p>&l

29、t;p>　　各級耦合電容及旁路電容應(yīng)根據(jù)放大器的下限頻率f1決定。這些電容的容量越大，則放大器的低頻響應(yīng)越好。但容量越大電容漏電越大，這將造成電路工作不穩(wěn)定。因此要適當?shù)倪x擇電容的容量，以保證收到滿意的效果。在設(shè)計時一般按下式計算：</p><p>　　其中：RS是信號源內(nèi)阻，ri1是第一級輸入電阻。</p><p>　　其中：r01是第一級輸出電阻，ri2是第二級輸入電阻。<

30、/p><p>　　其中：ro2是第二級輸出電阻。</p><p>　　其中：Rb=R6//R7//R3</p><p>　　由于這些公式計算繁瑣，所以在工程計算中，常憑經(jīng)驗選?。?lt;/p><p>　　耦合電容：2~10μF</p><p>　　發(fā)射極旁路電容：150~200μF</p><p>　　

31、現(xiàn)在用第二種方法確定C1、C2、C3、Ce1和Ce2</p><p>　　?。篊1=C2=C3=10μF</p><p>　　Ce1=Ce2=100μF</p><p>　　電容器的耐壓值只要大于可能出現(xiàn)在電容兩端的最大電壓即可。</p><p>　　3.2.11反饋網(wǎng)絡(luò)的計算</p><p>　　根據(jù)深反饋的計算方法

32、，由圖7知：</p><p><b>　　∵ </b></p><p>　　∴ Rf=116R4-R4≈6.44kΩ</p><p>　　?。?Rf=6.4kΩ，Cf=10μF 圖7 深反饋網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　3.2.12.電路仿真圖形

33、</p><p>　　用EWB做出仿真電路如下圖所示：</p><p>　　圖8 EWB電路仿真圖</p><p>　　利用雙蹤示波器 作出電路的仿真波形圖如下：</p><p>　　圖9 EWB示波器輸入輸出波形圖</p><p>　　圖10 幅頻響應(yīng)波形圖</p><p>　　幅頻特性

34、：隨著頻率的增加，電壓幅值也隨之增加。當頻率達到100Hz時，幅值趨于穩(wěn)定。</p><p>　　相頻特性：隨著頻率的增加，相位角隨之減小。當頻率達到1KHz時，相位角趨于穩(wěn)定。</p><p>　　4.設(shè)計參數(shù)的理論驗證</p><p>　　4.1驗證靜態(tài)工作點</p><p>　　兩管直流通路如下圖：</p><p&g

35、t;　　圖11 T1管靜態(tài)圖 圖12 T2管靜態(tài)圖</p><p>　　根據(jù)靜態(tài)分析圖靜態(tài)工作點圖分析如下</p><p>　　求得T1,T2管的靜態(tài)工作點</p><p>　　IB1=0.056mA 　 IC1=0.56mA VCE1=3.76V

36、</p><p>　　IB2=0.0315mA IC2=3.15mA VCE2=3.754V</p><p>　　4.2.計算輸入電阻、輸出電阻及電壓放大倍數(shù)</p><p>　　根據(jù)小信號模型法，其小信號模型圖 如下</p><p>　　圖13 電路小信號模型圖</p><p

37、>　　計算輸入電阻、輸出電阻及電壓放大倍數(shù)</p><p>　　ri1= 8.85KΩ ro1=8.8KΩ 　 Av1= -113 </p><p>　　ri2= 0.87Ω 　ro2=0.87Ω 　 Av2= - 84.5 </p>&l

38、t;p>　　Av=Av1×Av2 =1933.7</p><p>　　Avf=172.2(誤差1.8%）</p><p>　　5.對收音機放大電路的調(diào)試</p><p>　　1.在電路；連接完成后，把電池安裝上，把開關(guān)打開，開始沒有聲音，調(diào)節(jié)后發(fā)現(xiàn)出聲。</p><p>　　2.調(diào)節(jié)頻率信號比較強烈后，再調(diào)節(jié)T3中周信號由小到

39、大，再調(diào)節(jié)中周（綠）信號由小到大，然后調(diào)節(jié)中周信號（黑）信號由小到大即可。</p><p>　　3.調(diào)節(jié)到不同的頻率，反復(fù)操作2步驟2---3次。</p><p>　　6．組裝收音機的心得體會</p><p>　　在這次課程設(shè)計中，最后的按照電路圖，焊接元件中，我學(xué)習(xí)到了原來不曾學(xué)的太好的東西。我了解了，如何區(qū)分三級管的集電極，發(fā)射極和基極，并且了解了如何焊接電路板

40、。而且我還了解了將各元件要準確的進行焊接，否則需要再拔出重旱，這便會對我們的工作造成不變的麻煩。因此需要我們仔細的將原件放到它應(yīng)在的地方。還有一點重要就是需要我們合作，要先將元件所對應(yīng)的代號找準，不得出錯。</p><p>　　通過這次的課程設(shè)計，我認識到不僅要在課堂上學(xué)好理論知識，更要鍛煉自己的動手能力，要做到理論與實際相結(jié)合。要在不懂的情況下多請教老師。不要著急盲目的急于求 成，那樣只會事倍功半。因此，我們在