模拟电子技术课程设计报告
题目：两级阻容耦合放大电路的设计与调试
学院电气工程学院
专业班级12级电气3班
学生姓名戚梓杰
指导教师冯瑞珏 刘希
同组组员梁荣业 温喜灵
陈明志 张钦耿
提交日期20##年03月 07日
电气工程学院专业课程设计评阅表
学生姓名戚梓杰学生学号201230088063
同组队员梁荣业温喜灵陈明志张钦耿专业班级12电气3班
题目名称两级阻容耦合放大电路的设计与调试
一、学生自我总结
二、指导教师评定
目录
目录
一、设计目的.................................................................................................................. 5
二、设计要求和设计指标........................................................................................ 5
三、设计内容................................................................................................................... 5
3.1.内容简介 .................................................................................................................. 5
3.2.电路原理.................................................................................................................... 6
3.3参数确定 ................................................................................................................... 7
3.4具体仿真电路 ..................................................................................................... 7
3.5仿真结果与分析....................................................................................................... 8
3.5.1设计要求................................................................................................................ 8
3.5.2.技术指标............................................................................................................... 8
3.5.3功能仿真及仿真图.......................................................................................... 8
3.5.4. 测试电压 .......................................................................................................... 9
3.5.5.频率失真图 ....................................................................................................... 9
3.5.6.输出波形图...................................................................................................... 10
3.5.7频响特性........................................................................................................... 10
四、本设计改进建议................................................................................................... 4
五、总结（感想和心得等......................................................................................... 11
六、主要参考文献....................................................................................................... 11
附录........................................................................................................................................ 12
一、设计目的
1.能够较全面地巩固和应用“模拟电子技术”课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握电路设计的全过程（设计-仿真-PCB板制作-调试安装）。
2.能合理、灵活地应用分立元件或标准集成电路芯片实现规定的电路。
3. 培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的模拟电子系统的能力。
4.培养独立设计能力，熟悉EAD工具的使用，比如EWB（现在为Multisim系列）（仿真分析）及Protel（原理图和PCB版图的制作）等。
5.培养书写综合设计实验报告的能力。
二、设计要求和设计指标
1.设计要求：
1.根据性能指标要求，确定电路及器件型号，计算电路组件参数；
2.在EWB中进行电路仿真，测量与调整电路参数，是满足设计计算要求。
3.测试性能指标，调整修改组件参数值，使其满足电路性能指标要求，将修改后的组件参数值标在设计原理图上。
4.上述各项完成后，在Protel软件中绘制电路原理图及其PCB版图。
5.写出课程设计报告。
2.设计指标：
1.选择电路形式及晶体管；
2.设置静态工作点并计算电路组件参数；
3.电路性能仿真分析，静态工作点的测试与调整；性能指标测试及电路参数修改；
4.放大器的幅频特性测试；
5.放大器的输入电阻及输出电阻计算。
注：3-5步骤在multisim中完成。
三、设计内容
3.1.内容简介：
由于实际待放大的信号一般都在毫伏或微幅级，非常微弱，要把这些微弱信号放大到足以推动负载工作，单靠一级放大器远远不能满足要求，这就需要将两个或者两个以上的基本单元放大电路连结起来组成多级放大电路，使信号逐步放大到所需要的程度。其中每个基本放大电路为多级放大器的一级，级与级之间的联接方式称为耦合。
两级阻容耦合放大电路，两极之间通过电容C和下一级的输入电阻连接，故称为阻容耦合。由于电容有阻直作用，所以阻容耦合放大器中各级的静态工作点互不影响，可分别单独设置。
3.2.电路原理：
当电压放大倍数用一级电路不能满足要求时，就要采用多级放大电路。多级放大电路由多个单级放大电路组成，他们之间的连接称为耦合。在晶体管小信号放大电路中，阻容耦合用得最多。阻容耦合有隔直作用，所以各级的静态工作点互相独立，调试非常方便，只要按照单级电路的实验分析方法，一级一级的调试就可以了，图1-1所示为本实验采用的两级阻容耦合放大电路，总电压放大倍数是各级电压放大倍数的乘积，即Au=UO1/Ui*Uo2/Ui2=Au1*Au2
图1-1为两级阻容耦合放大电路原理图
如上原理图所示，其中，C1，C3，CE1为耦合电容，作用主要为阻直通交。C2为级间电容，主要影响该电路的高频输出。其中，RB11和RB12主要是为了稳定VT1 的静态工作点。Rc1和RE1主要是限制通过VT1的集电极和发射极电流。RB21和RB22主要是为了稳定VT2的静态工作点。Rc2和Re2主要是限制通过VT2集电极和发射极的电流。
3.3参数确定
通过计算和参考有关书籍，确定电路原理图中各个元器件的参数大小
C1=10uF C2=10uF C3=10uF Ce1=100uF
Rb11=48KΩ Rb12=11KΩ Rc1=3KΩ Re1=1.1KΩ
Rb21=48KΩ Rb22=6.8KΩ Rc2=2KΩ Re2=300Ω RL=2KΩ
第一级的静态工作点的测量：
Ub1=2.104v Ue1=1.551v Ube1=0.553v
Ie1=4.166mA Ib1=0.2226mA Uce1=6.263v 计算B1=18.7
第二级的静态工作点的测量：
Ub2=1.329v Ue2=0.762v Ube2=0.566v
Ie2=6.112mA Ib2=0.238mA Uce2=6.211v 计算B2=25.6
放大倍数的计算：
测量出输入电压Ui=3.994mV 输出电压Uo=1283mV
放大倍数Av=321.23
输入输出电阻的测量：
输入电阻Ri=8.92 KΩ 输出电阻Uo=2 KΩ 。
3.4具体仿真电路
具体仿真电路如图1-2所示
3.5仿真结果与分析
3.5.1设计要求：
（1）输入信号为Vi=4mv，f=1KHZ的正弦波电压，信号源内阻Rg很小可忽略；
（2）晶体管用3DG6。
3.5.2.技术指标：
（1）放大器不失真输出电压Vo≥1000mv，即放大器电压增益?Av?≥250；
（2）△f=300Hz~80KHz；
（3）放大器工作点稳定。
3.5.3功能仿真及仿真图
图1-3
3.5.4. 测试电压
图1-4
3.5.5.频率失真图
图1-5
3.5.6.输出波形图
图1-6
3.5.7频响特性
图1-7幅度特性曲线
图1-8相位特性曲线
四、 本设计改进建议
1、输入端增加差动放大电路减少噪音、减少干扰。
2、增加负反馈稳定输出。
五、总结（感想和心得等）
通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在课程设计过程中，经常会遇到这样那样的情况。老按自己想的方法去做，但实际情况并不是这样，总是查阅资料，一次又一次的改正，因此耗费了大量的时间在这上面。
通过做课程设计不仅是对课本知识的巩固和加强，更是将学到的理论知识应用到实践中去的完美结合。由于课本上的知识太多，平时的学习并不能很好的了解和运用，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更深入的了解。
经过这次课程设计，我深深认识到生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。经过自己的努力，我才真正领略到“艰苦奋斗”后的果实的甜蜜。这次课程设计确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，但我们还可以以团队的形式去完成任务。一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，共同配合，让我真正体会到合作的魅力。
我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。这次课程设计正好锻炼到了我们这一点，这也是非常宝贵的。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实践相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的。只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在课程设计的过程中难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
平时看课本时，很多问题一知半解，做完课程设计后，那些问题就迎刃而解了。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。
对我们而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次实习必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！
六、主要参考文献
【1】.华成英.模拟电子技术基本教程 【M】 -北京：清华大学出版社，2006（2007重印）
【2】.毕淑娥.电工与电子技术基础【M】.3版.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2008.
【3】.华南理工大学广州学院电气工程学院. 电工电子技术实验指导【M】. 华南理工大学出版社，2012.8
【4】.董尔令.电子技术【M】科学出版社，2006
【5】刘阿玲.电子技术【M】北京理工大学出版社，2006.8（2007.2重印）
附录
第二篇：模拟电子技术课程设计报告--黄雨龙
模拟电子技术课程设计报告
课 程 名 称模拟电子技术基础
设 计 题 目函数信号发生器设计
所学专业名称自动化
班 级电类105班
学 号2010210394
学 生 姓 名黄雨
指 导 教 师赵俊梅
20##年12月20日
模拟电子技术课程设计
任 务 书
设计（论文）名称：函数信号发生器的设计
系(部)、专业：自动化学生姓名：黄雨
指导教师：赵俊梅下达时间：2011.12.20
一、课程设计应达到的目的：
1．掌握电子系统的一般设计方法
2．掌握模拟IC器件的应用
3．培养综合应用所学知识来指导实践的能力
4．掌握常用元器件的识别和测试
5．熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法
二、课程设计任务和基本要求
设计任务：
设计方波、三角波、正弦波函数信号发生器
基本要求：
1．方波：要求分别设计出频率可调和占空比可调电路
2．三角波：正常起振，并且幅度和频率一定范围内可调
3．正弦波：正常起振，并且幅度和频率一定范围内可调
函数信号发生器的设计
1方波（占空比可调）函数信号发生器
1.1方波（占空比可调）函数信号发生器波应用意义
方波信号是一种应用极为广泛的信号，它在科学研究、工程教育及生产实践中的使用非常普遍。它通常作为为标准信号，应用于电子电路的性能试验或参数测量。另外，在许多测试仪中也需要用标准的方波信号检测一些物理量。所以研究多谐振荡方波发生器具有非常重要的现实意义。
1.2方波（占空比可调）函数信号发生器要求及技术
调节Rw电阻器可以看出其占空比的大概范围在20%—80%间，可知也是达到了要的占空比范围。
1.3方波发生电路的工作原理
此电路由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。RC回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。设某一时刻输出电压Uo=+Uz,则同相输入端电位Up=+UT。Uo通过R3对电容C正向充电，如图中实线箭头所示。反相输入端电位n随时间t的增长而逐渐增高，当t趋于无穷时，Un趋于+Uz；但是，一旦Un=+Ut,再稍增大，Uo从+Uz跃变为-Uz,与此同时Up从+Ut跃变为-Ut。随后，Uo又通过R3对电容C反向充电，如图中虚线箭头所示。Un随时间逐渐增长而减低，当t趋于无穷大时，Un趋于-Uz；但是，一旦Un=-Ut,再减小，Uo就从-Uz跃变为+Uz，Up从-Ut跃变为+Ut，电容又开始正相充电。上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。
通过对方波发生电路的分析，可以想象，与改变输出电压的占空比，就必须使电容正向和反向充电的时间常数不同，即两个充电的参数不同。利用二极管的单向导电性可以引导电流流经不同的通路。
当u。=±Uz时，U。通过Rw1、D1和R3对电容C正向充电，若忽略二极管导通时的等效电阻时间常数为（Rw1/Rw2+R3)C由此表明改变电位器的滑动端可用改变占空比，但周期不变。占空比为（Rw1+R3）/(Rw2+2R3)
1.4原理框图 见下图（1）
2 .方波（频率可调）函数信号发生器
图（1）
2.1方波（频率可调）函数信号发生器主要参数
电路中电容正向充电与反向充电的时间常数均为RC，而且充电的总幅值也相等，因而在一个周期内U0=+Uz的时间与U0=Uz的时间相等，U0为对称方波，电容上电压U0是占空比为1/2的矩形波。根据电容上电压波形可知，在二分之一周期内，电容充电的起始值为-Ut，终了值失+Ut时间常数是R3C有三要素罚求出振荡频率周期T=2R3Cln（1+2R1/R2) .
震荡频率为f=1/T根据上式调节R1、R2、R3和电容的C的数值可以改变电路的震荡频率。即调节滑动变阻器可以调节振荡频率了。
2. 2方波（频率可调）函数信号发生器设计思想
此电路由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。RC回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。设某一时刻输出电压Uo=+Uz,则同相输入端电位Up=+UT。Uo通过R3对电容C正向充电，如图中实线箭头所示。反相输入端电位n随时间t的增长而逐渐增高，当t趋于无穷时，Un趋于+Uz；但是，一旦Un=+Ut,再稍增大，Uo从+Uz跃变为-Uz,与此同时Up从+Ut跃变为-Ut。随后，Uo又通过R3对电容C反向充电，如图中虚线箭头所示。Un随时间逐渐增长而减低，当t趋于无穷大时，Un趋于-Uz；但是，一旦Un=-Ut,再减小，Uo就从-Uz跃变为+Uz，Up从-Ut跃变为+Ut，电容又开始正相充电。上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。
2.3原理框图
图（2）
3三角波（正常起振，并且幅度和频率一定范围内可调）
3.1电路组成和说明
将方波电压作为积分运算电路的输入，在其输出就得到三角波电压。当方波发生电路的输出电压U01=+Uz时，积分运算电路的输出电压U0将下降，而当U01=-Uz失U0将上升。由于电路中存在RC电路和积分电路两个延迟环节，在实际电路中去掉方波发生电路中的RC回路，使积分电路的输出互为另一个电路的输入，RC回路充电方向与后者积分电路方向相反，故为了满足极性的需要，滞回比较器改为同向输入。
3.2工作原理
如图（3）左边为 同向输入滞回比较器，右边为积分运算电路。图中滞回比较器的输出电压U01=±Uz，它的输入电压是积分电路的输出电压U0,根据叠加原理求得阈值电压Ut又因为积分电路的输入电压是滞回比较器的输出电压U01,而且U01不是+Uz就是-Uz.求滞回比较器的电压传输特性：三要素
UOH =－UOL =UZ ，uI作用于集成运放的同相输入端，求
合闸通电，通常C 上电压为0。设uO1↑→ uP1↑→ uO1↑↑，直至uO1 ＝ UZ（第一暂态）；积分电路反向积分，t↑→ uO↓，一旦uO过－ UT ，uO1从＋ UZ跃变为－ UZ （第二暂态） 。
积分电路正向积分，t↑→ uO↑， 一旦uO过＋ UT ， uO1从 － UZ跃变为＋ UZ ，返回第一暂态。重复上述过程，产生周期性的变化，即振荡。 由以上分析可知，U0是三角波，幅值大小为Ut；U01是方波，幅值是Uz。由于积分电路引入了深度负反馈，所以在负载电阻相当大的变化范围里，三角波电压几乎不变。有波形可知，正向积分的起始值为-Ut，终了值失+Ut，积分时间为二分之一周期得出`震荡周期为T=(4R1R3C)/R2
Ut=(R1/R2)Uz。有以上二式可知将R1换做滑动变阻器即可调节频率和幅值。
3.3原理框图
图（3）
4正弦波信号发生部分
4.1.正弦波部分
用文氏桥电路,电路由放大电路、选频网络、正反馈网络和稳幅环节四个部分组成。
放大电路应具有尽可能大的输入电阻和尽可能小的输出电阻以减少放大电路对选频特性的影响，使振荡频率几乎仅决定于选频网络，因此通常选用引入电压串联负反馈的放大电路。正反馈网络的反馈电压Uf是同相比例运算电路的输入电压，因而要把同相比例运算电路作为整体看成电路放大电路，它的比例系数是电压放大倍数，根据起振条件和幅值平衡条件有
Rf
2R1
且振荡产生正弦波频率
正弦波电路参数设计：由于RC桥式振荡的振荡频率是由RC网络决定的，因此选择RC的
值时，应把已知的振荡频率作为主要依据。同时，为了使选频网络的特性不受集成放大器
输入和输出电阻的影响，选择R时还应考虑R应该远远大于集成远放的输出电阻，并且要
远远小于集成远放的输入电阻。根据已知条件，由fo=1/（2πRC）可以计算电容的值，
实际应用时要选择稳定性好的电阻和电容。R1和Rf的值可以由起振条件来确定，通常取Rf=2.1R1，这样可以保证起振又不会使输出波形严重失真。
因为0.2KHz <<20KHz 得
R
。又因Rf2R1取Rf=2.1R1可得R1=
。设计R
要考虑失调电流及其漂移影响，应该取R=R1//Rf。综合上述两个条件可以算出R1的值为11.7
～11.7K，则Rf应为24.49～24.49K。实际应用时应当调节这两个电阻的值使其满足要求。
4.2工作原理图
图（4）
参考文献
[1]模拟电子技术基础第四版第八章
[2] 天津大学模拟电子技术应用
各种波形电路产生波形
频率可调方波
三角波
正弦波
占空比可调方波