电子技术课程设计指导书--VIP免费

电子技术课程设计一、设计目的二、设计方案三、音频放大电路的设计及仿真（一）设计指标要求1、电压放大倍数：Au=1452、最大输出电压：Uo=3.5V3、频率响应：30Hz—30kHz4、输入电阻：ri>15kΩ5、失真度：γ<10%6、负载电阻：RL=2kΩ7、电源电压：EC=24V（二）设计步骤和方法1、选择电路方案对讲机放大电路的框图如下图所示，根据设计指标选择多级放大电路，前置级为电压放大，输出级为功率放大，主要对前置级电压放大电路进行设计。电路方案的确定包括以下几个方面内容：（1）根据总的电压放大倍数，确定放大电路的级数。（2）根据输入、输出阻抗及频率响应等方面的要求，确定电路晶体管的组态及静态偏置电路。（3）根据三种耦合方式的不同特点，选用适当的耦合方式。2、选择电路根据上述要求选择的电路如图所示。3、计算元器件参数（1）确定电源电压EC：为保证输出电压幅度能达到指标要求，电源电压EC应满足如下要求：第1页图一EC>2Vom+VE+VCES式中：Vom为最大输出幅度VE为晶体管发射级电压，一般取VE=24V。VCES为晶体管饱和压降，一般取VCES=3V。指标要求的最大输出电压Vo=3V，给定电源电压EC=24V，可以满足要求。（2）确定T2的集电极电阻R8和静态工作电流ICQ2。因为这级的输出电压比较大，为使负载得到最大幅度的电压，静态工作点应设在交流负载线的中点。如图一所示。由图可知，Q点在交流负载线的中点，因此的T2静态工作点满足下列条件。(1-1)因在晶体管的饱和区和截止区，信号失真很大，为了使电路不产生饱和失真和截止失真，VCEQ2应满足：VCEQ2>Vom+VCES(1-2)由（1-1）式消去ICQ2并将（1-2）式代入可得：取VE=3V；VCES=1V则：取R8=3.5k由（1-1）式消去VCEQ2可得：第2页（3）确定T2发射级电阻R9：取R9=0.68k（4）确定晶体管T2：选取晶体管时主要依据晶体管的三个极限参数：BVCEO>晶体管c-e间最大电压VCEmax（管子截止时c-e间电压）ICM>晶体管工作时的最大电流ICmax（管子饱和时c-e回路电流）PCM>晶体管工作时的最大功耗PCmax由图一可知：IC2最大值为IC2max=2ICQ2VCE的最大值VCE2max=EC根据甲类电路的特点，T2的最大功耗为：PCmax=VCEQ2·ICQ2因此T2的参数应满足：BVCEO>EC=12VICM>2ICQ2=4mAPCM>VCEQ2·ICQ2=4.8mW选用S9011，其参数为：BVCEO>30V；ICM>30mA；PCM>400mW；满足要求。实测β=100。（5）确定T2的基极电阻R6和R7在工作点稳定的电路中，基极电压VB越稳定，则电路的稳定性越好。因此，在设计电路时应尽量使流过R6和R7的IR大些，以满足IR>>IB的条件，保证VB不受IB变化的影响。但是IR并不是越大越好，因为IR大，则R6和R7的值必然要小，这时将产生两个问题：第一增加电源的消耗；第二使第二级的输入电阻降低，而第二级的输入电阻是第一级的负载，所以IR太大时，将使第一级的放大倍数降低。为了使VB稳定同时第二级的输入电阻又不致太小，一般计算时，按下式选取IR的值：IR=（5~10）IBQ硅管IR=（10~15）IBQ锗管在上式中IR的选取原则对硅管和锗管是不同的，这是因为锗管的ICBO随温度变化大，将会影响基极电位的稳定，因此IR取值一般比较大。对硅管来说ICBO很小，因此IR的值可取得小些。本电路T2选用的是硅管，故取IR=5IBQ则：由图4知：取：R7=16.36kΩ；R6=93kΩ。（6）确定T1的静态工作点ICQ1；VCEQ因为第一级是放大器的输入级，其输入信号比较小，放大后的输出电压也不大。所以对于第一级，失真度和输出幅度的要求比较容易实现。主要应考虑如何减小噪声，因输入级的噪声将随信号一起被逐级放大，对整机的噪声指标影响极大。晶体管的噪声大小与工作点的选取有很大的关系，减小静态电流对降低噪声是有利的，但对提高放大倍数不利。所以静态电流不能太小。在工程计算中，一般对小信号电路的输入级都不详细计算，而是凭经验直接选取：ICQ1=0.1~1mA锗管第3页ICQ1=0.1~2mA硅管VCEQ=（2~3）V如果输入信号较大或输出幅度较大时不能用此方法，而应该具体计算。计算方法与计算第二级的方法相同。（7）确定T1管的集电极电阻R3，发射级电阻R4、R5：由图五知：取：VE1=3V；VCEQ1=3V；ICQ1=0.5mA则：取：R3=12kΩ取：R4=0.039kΩ；R5=6.1kΩ(8)选择T1管选取原则与T2相同：BVCE0＞Ec=12V...