【正文】 S，則應(yīng)選擇高輸入阻抗的放大級；信號源為電流源iS，則應(yīng)選擇低輸入阻抗放大級。（1）電路的基本形式分立元件電路有三種基本形式——共射極（共源極）電路、共集極（共漏極）電路、共基極（共柵極）電路和差動（比較）放大電路。這里特別指出的是，多級放大器在進(jìn)行級聯(lián)時，往往在兩級之間串插一級電壓跟隨器，盡管它本身電壓增益|AU|1，但它具有緩沖和阻抗匹配作用，對多級放大器的穩(wěn)定工作和提高總增益是有利的?？嫉奖炯壺?fù)反饋引入，應(yīng)將其增益比規(guī)定分配的增益再增大左右；對于低頻放大器引入負(fù)反饋的主要目的是減小非線性失真，通常取反饋課度|1+AF|=10就可以了；對檢測儀表用的高增益、寬頻帶放大器來說，引入負(fù)反饋的目的主要是提高增益穩(wěn)定性和展寬通頻帶，反饋課度可取|1+AF|=幾十～幾百（即較深的負(fù)反饋有），且各單級采用電流串聯(lián)和電壓并聯(lián)交替反饋方式，以避免級間反饋而引入的“自激”。AU2……Aun=（1）若每個放大級的增益是平均分配的話，則放大級的級數(shù)為 或 （2）實際放大系統(tǒng)中的增益并不是平均分配的，一般是輸入級增益安排小些。 5．噪聲系數(shù) UN為噪聲電壓 6．穩(wěn)定性 （三）多級放大器方案設(shè)計的主要任務(wù)根據(jù)給出的技術(shù)指標(biāo)要求，按步驟進(jìn)行下述的設(shè)計工作：1． 確定放大器的級數(shù)和各級的增益分配比如給定的總放大倍數(shù)（增益）為AU，需n級放大單串接起來實現(xiàn)，設(shè)每級增益為Aui。3． 輸入、輸出電阻Ri=Ri1,Ro=Ron。（二）多級放大器的技術(shù)指標(biāo)要求設(shè)計一個多級放大器時，總是要事先給出下列一些技術(shù)指標(biāo)：1．放大器的總電壓放大倍數(shù)AU（有時給出靈敏度、輸出信號輻度Uom、Iom或輸出信號功率Po和Pomax等）。注意：負(fù)反饋引入后使放大器的放大倍數(shù)下降，因此在設(shè)計多級放大器時總是事先將其開環(huán)放大倍數(shù)設(shè)計得足夠大，有選擇引入本級或級間負(fù)反饋后，使其放大倍數(shù)降低至系統(tǒng)指標(biāo)要求的水平上。圖23 多級放大器的組成框圖其中輸入和中間放大級稱前置級，主要用來放大微小的電壓信號；而推動級和輸出級又稱為功率級，主要用來放大大信號以獲得負(fù)載要求的最大功率信號輸出。如放大電路是用于放大低頻信號(f=20HZ～200KHZ)，則耦合電容和射極旁路電容的容量可不必按上式計算，可直接取經(jīng)驗近值：取標(biāo)稱值C1=C2=1020μF/16VCE=50100μF/16VC1=C2=1～25μFCE=50～200μF(7)校驗│A│由于rbe=200(1+β)≈200+61=860Ω=R′L=RC∥RL=∥6=∴ ｜AU｜==≈97100不符合指標(biāo)要求必須再按上述計計算步驟得新計算，直至｜AU｜≥100為止。一般應(yīng)從輸入至輸出逐步推算。Uim=100=若取三極管館和壓降的臨界值UCES≈1V，則靜態(tài)集一射壓降設(shè)置在
U CEQ≥Uom+UCES=又由于這種典型放大單元靜點的工程(估算)條件是I1≈I2＞＞IB和VB＞＞UBE鍺管UB=1～3V硅管UB=3～5V一般取I1=I2=(510)IB和VB=(5～10)UBE若近似取 VE≈VB=4V再按 EC≤2Uom+VE+2UCES=2+4=考慮留有余量取EC=12V(標(biāo)準(zhǔn)等級電壓)。(2)確定電源電壓EC為保證放大輸出信號幅度的動態(tài)范圍UOM內(nèi)不會產(chǎn)生非線性失真，一般取EC≤U(RB)CED。負(fù)載電阻RL=6KΩ；工作溫度范圍0～45℃。2—2 放大電路的一般設(shè)計方法一、單級放大電路的設(shè)計圖22 典型放大單元從已學(xué)過的電路知識可知，單級放大電路的基本要求是：放大倍數(shù)要足夠大，通頻帶要足夠?qū)?，波形失真要足夠小，電路溫度穩(wěn)定性要好，所以設(shè)計電路時，主要以上述指標(biāo)為依據(jù)。為此，本章首先選擇分立元件模擬電路的設(shè)計，幫助學(xué)生逐步掌握電路的設(shè)計方法，然后重點介紹集成運算放大器應(yīng)用電路和集成穩(wěn)壓電源的設(shè)計。隨著生產(chǎn)、工藝水平的提高，線性集成電路和各種具有專用功能的新型元器件迅速發(fā)展起來，它給電路設(shè)計工作帶來了很大的變革，許多電路系統(tǒng)已漸漸由線性集成塊直接組裝而成，因此，必須十分熟悉各種集成電路的性能和指標(biāo)，注意新型器件的開發(fā)和利用，任借基本的公式和理論，以及工程實踐經(jīng)驗，適當(dāng)?shù)倪x取集成元件，經(jīng)過聯(lián)機調(diào)試，即可完成系統(tǒng)設(shè)計。在各種基本功能電路中，放大器應(yīng)用的最普遍，也是最基本的電路形式，所以掌握放大器的設(shè)計方法是模擬電路設(shè)計的基礎(chǔ)。我們的重點則放在信號的放大、傳送、變換、處理等中間部分的設(shè)計，另外為保證系統(tǒng)中間部分正常工作，供電電源的設(shè)計也是我們要討論的內(nèi)容。系統(tǒng)的供電部分——供出各種電子單元電路的直流電流和作信號變換處理有的一定頻率一定幅值的交流電源(信號源)。它的主要功能是把輸入符合要求的信號變換成其它形式的能量，以實現(xiàn)人們所期望的結(jié)果。系統(tǒng)的中間部分——大多是信號的放大、處理、傳送和變換等模擬單元電路，使其輸出滿足驅(qū)動負(fù)載的要求。 一般情況下，一個典型的模擬電子電路系統(tǒng)，都是由圖21所示的幾個功能框圖構(gòu)成。通常人們所用到的擴音機、收錄機、溫度控制器、電子交流毫伏表、電子示波器等，都是一些典型的模擬電子裝置。4．總結(jié)報告(約占總學(xué)時10%)第二章模擬電子電路設(shè)計方法第二章 模擬電子電路設(shè)計方法167。2．設(shè)計(約占總學(xué)時50%)學(xué)生根據(jù)設(shè)計要求，查找各種必要的資料，進(jìn)行方案選擇，、整體電路、計算和選擇元件參加，進(jìn)行虛擬調(diào)試，最后打印出原理圖和接線圖，并將設(shè)計結(jié)果存盤?？偨Y(jié)報告中，通常應(yīng)有以下內(nèi)容：(1)設(shè)計任務(wù)和技術(shù)指標(biāo)；(2)對各種設(shè)計方案的論證和電路工作原理的介紹；(3)各單元電路的設(shè)計和文件參數(shù)的計算；(4)電路原理圖和接線圖，并列出元件名細(xì)表；(5)實際電路的性能指標(biāo)測試結(jié)果，畫出必要的表格和曲線；(6)安裝和調(diào)試過程中出現(xiàn)的各種問題、分析和解決辦法；(7)說明本設(shè)計的特點和存在的問題，提出改進(jìn)設(shè)計的意見；(8)本次課程設(shè)計的收獲和體會。在調(diào)試過程中，要善于發(fā)現(xiàn)問題，并找出解決辦法，從中摸索出調(diào)試的一般方法和規(guī)律，總結(jié)出有用的實踐經(jīng)驗。在安裝過程中，盡量注意安裝的技術(shù)規(guī)范化和避免損壞元件。2．列出所需用元件明細(xì)表以上步驟采用計算機設(shè)計和仿真，利用EDA軟件()對所需設(shè)計的電路進(jìn)行設(shè)計和調(diào)試。
(三)總體設(shè)計1．把各個單元電路聯(lián)接起來，注意各單元電路的接口、耦合等情況。4．核算所設(shè)計的電路是否滿足要求。經(jīng)過比較后確定一個最佳方案。2．方案的分析和比較所擬的方案可以有多種，因此要對這些方案進(jìn)行分析和比較。167。5．學(xué)會掌握安裝電子線路的基本技能和調(diào)試方法，善于在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。3．學(xué)會查閱資料和手冊，學(xué)會選用各種電子元器件。二、課程設(shè)計的要求1．要獨立完成設(shè)計任務(wù)，通過課程設(shè)計，鍛煉自己綜合運用所學(xué)知識的能力，并初步掌握電子技術(shù)設(shè)計的方法和步驟，而不是照抄照搬，尋找現(xiàn)成的設(shè)計方案。對設(shè)計中遇到的問題，通過獨立思考、查找工具書、參考文獻(xiàn)、尋求正確答案；對實驗中碰到的一些問題，能通過觀察、分析、判斷、改正、再實驗、再分析等基本方法去解決。2．初步掌握一般電子電路設(shè)計的方法，使學(xué)生得到一些工程設(shè)計的初步訓(xùn)練，并為以后的畢業(yè)設(shè)計奠定良好基礎(chǔ)。課程設(shè)計和平時作業(yè)題是有區(qū)別的，作業(yè)題是為了加深對課堂所講知識的理解，它內(nèi)容較窄、訓(xùn)練第一，且是經(jīng)過抽象加工后給出的理想化的條件，因而有唯一答案，而課程設(shè)計是實際的電路裝置，它涉及的知識面廣，需要綜合運用所學(xué)的知識，它一般沒有固定的答案、需要從實際出發(fā)、通過調(diào)查研究，查尋資料、方案比較及設(shè)計、計算等環(huán)節(jié)，才能得到一個較理想的設(shè)計方案，更重要的是，它不光是停留在理論設(shè)計和書面答案上，而要做出符合設(shè)計要求的實際電路。電子電路課程設(shè)計第一章 電子電路課程設(shè)計綜述167。1—1 課程設(shè)計的目的和要求一、電子電路課程設(shè)計的目的電子電路課程設(shè)計是建立在已學(xué)的模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)課程以后，綜合運用這兩門課程所學(xué)的理論知識，實際的進(jìn)行一次課題的設(shè)計、安裝和調(diào)試，其目的有以下幾個方面：1． 通過對電子技術(shù)的綜合運用，使學(xué)到的理論知識相互融泄貫通，在認(rèn)識上產(chǎn)生一個飛躍。所以說，課程設(shè)計是一門知識的應(yīng)用、綜合、智力開發(fā)創(chuàng)新、工程技能訓(xùn)練、理論性和實際性極強的課程。3．培養(yǎng)同學(xué)自學(xué)能力，獨立分析問題、解決問題的能力。4．通過課程設(shè)計這一教學(xué)環(huán)節(jié)，樹立嚴(yán)肅認(rèn)真，文明仔細(xì)，實事求是的科學(xué)作用，樹立生產(chǎn)觀點，經(jīng)濟觀點和全局觀點。2．。4．掌握常用的電子儀器儀表使用，如直流穩(wěn)壓電源、直流電壓、電流表、信號源、示波器等。6．能夠?qū)懗鐾暾恼n程設(shè)計總結(jié)報告。1—2電子電路課程設(shè)計步驟與安排一、電子電路課程設(shè)計的步驟(一)方案設(shè)計1．?dāng)M定系統(tǒng)方案框圖畫出系統(tǒng)框圖中每框的名稱、信號的流向，各框圖間的接口。比較方案的標(biāo)準(zhǔn)有三：一是技術(shù)指標(biāo)的比較，哪一種方案完成的技術(shù)指標(biāo)最完善的；二是電路簡易的比較，哪一種方案在完成技術(shù)指標(biāo)的條件下，最簡單、容易實現(xiàn)；三是經(jīng)濟指標(biāo)的比較，在完成上指標(biāo)的情況下，選擇價格低廉的方案。(二)單元電路的設(shè)計和計算對每一個功能框圖進(jìn)行設(shè)計和計算；1．選擇電路的結(jié)構(gòu)和型式；2．組成電路的中心元件的選擇；3．電路元件的計算、選擇如電阻元件、計算出電容的容量，然后根據(jù)標(biāo)稱值選定電容的容量和耐壓。5．畫出單元電路的原理電路圖。畫出完整的電氣原理圖。(四)安裝和調(diào)試在安裝之前，最好能對各個元件的質(zhì)量進(jìn)行測試和檢驗，以減少調(diào)試中的故障。然后是調(diào)試，包括單元電路的性能調(diào)試和整個電路的技術(shù)指標(biāo)測試。(五)總結(jié)報告課程設(shè)計總結(jié)報告，包括對課程設(shè)計中產(chǎn)生的各種圖表和資料進(jìn)行匯總，以及對設(shè)計過程的全面系統(tǒng)總結(jié)，把實踐經(jīng)驗上升到理論的高度。二、時間安排電工電子電路課程設(shè)計時間安排有一周和二周分 1．布置任務(wù)(約占總學(xué)時15%)由教師給學(xué)生布置設(shè)計任務(wù)，提出具體要求，講解課程設(shè)計的方法、思路。3．安裝調(diào)試(若一周設(shè)計，此部分內(nèi)容不進(jìn)行)(約占總學(xué)時30%)在實驗室將所設(shè)計的電路安裝、調(diào)試。2—1 概 述一、典型模擬電子系統(tǒng)的組成模擬電子系統(tǒng)又叫模擬電子裝置，它是由一些基本功能的模擬電路單元組成而成的。盡管它們各有不同的結(jié)構(gòu)原理和應(yīng)用功能，但就其結(jié)構(gòu)部分而言，都是由一些基本功能的模擬電路單元有機組成的一個整體。圖21 典型模擬電子系統(tǒng)的組成框圖系統(tǒng)的輸入部分——一般有兩種情況：一是非電模擬物理量(如溫度、壓力、位移、固體形變、流量等)通過傳感器和檢測電路變換成模擬電信號作為輸入信號；二是直接由信號源(直流信號源或波形產(chǎn)生器作為交變電源)輸入模擬電壓或電流信號。系統(tǒng)的輸出部分——為執(zhí)行機構(gòu)(執(zhí)行元件)，通稱之為負(fù)載。比如揚聲器發(fā)聲、繼電器、電動機動作、示波管顯示等。由于系統(tǒng)的輸入部分和輸出部分涉及其它的學(xué)科內(nèi)容，這部分的理論知識只要求“拿來我用”即可，不作重點研究。綜上所述，模擬電子系統(tǒng)的設(shè)計，所包含的主要內(nèi)容如下：(一)模擬信號的檢測、變換及放大電路(二)波形的產(chǎn)生、變換及驅(qū)動電路系統(tǒng)(三)模擬信號的運算及組合模擬運算系統(tǒng)(四)直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)(五)不同功率的可控整流和逆變系統(tǒng)等二、模擬電路設(shè)計的主要任務(wù)和基本方法模擬電路知識告訴我們，任務(wù)復(fù)雜的電路，都是由簡單的電路組合而成的，電信號的放大和變換也是由一些基本功能電路來完成的，所以要設(shè)計一個復(fù)雜的模擬電路可以分解成若干具有基本功能的電路，如：放大器、振蕩器、整流濾波穩(wěn)壓器，及各種波形變換器電路等等，然后分別對這些單元電路進(jìn)行設(shè)計，使一個復(fù)雜任務(wù)變成簡單任務(wù)，利用我們學(xué)過的知識即可完成。另外，由于單級放大器性能往往不能滿足實際需要，因此在許多模擬系統(tǒng)中，采用多級放大電路，顯然，多級放大電路是模擬電路中的關(guān)鍵部分，它又具有典型性，是課程設(shè)計經(jīng)常要研究的內(nèi)容。由于分立元件的電路目前還在大量使用，而且分立元件的設(shè)計方法比較容易為初學(xué)設(shè)計者所掌握，有助于學(xué)生熟悉各種電子器件，以及電子電路設(shè)計的基本程序和方法，學(xué)會布線、焊接、組裝、調(diào)試電路基本技能。167。［例1］ 設(shè)計一個分壓式射阻偏置的典型放大電路(原理圖24示)給出的技術(shù)指標(biāo)要求為：電壓放大倍數(shù)｜Av｜=100；輸入信號電壓Ui=20mV,f=1KHZ。設(shè)計方法——步驟：(1)選擇半導(dǎo)體三極管從給出的技術(shù)要求可知，該電路工作在低頻小信號場合，工作溫度范圍又較寬，故可選擇熱穩(wěn)定性較好的低頻小功率三級管3DG6B，從手冊上查出它的主要參數(shù)是PCM=100mW,ICM=20mA，U(RB)CEO≥20V，對該管進(jìn)行實測得β=60。由于輸入信號電壓幅值為Uim=Ui=20=則輸出信號電壓幅值為Uom=｜Au｜(3)計算和確定集電極電阻RC由放大電路的靜、動態(tài)分析可知，RC是決定靜態(tài)工作點和滿足電壓增益｜AU｜要求的一個關(guān)鍵元件。先確定輸入回路的動態(tài)范圍——基極信號電流的幅值為Ibm=，取若rbe=1KΩ,則Ibm==(μA)為了使輸入動態(tài)信號不出現(xiàn)非線性失真，即信號動態(tài)工作不進(jìn)入輸入特性下面的彎曲部分，通常取最小基極電流ibmin≥10μA則靜態(tài)基流IB≥Ibm+iBMIN=+10=(μA) 取IB=40μA再在輸出回路進(jìn)行靜態(tài)計算——管子的電流放大作用有IC=βIB=6040=2,4(mA)又由于 EC=ICRC+UCEQ+VE 若取UCEQ=VE=4V則RC==(KΩ) (4)計算確定射極電阻RERE==(KΩ) (5)計算確定、由I1≈I2=(510)IB,取I1=I2=5IB=540=(mA)再按==20KΩ 即為標(biāo)稱值==40KΩ 取標(biāo)稱值39KΩ或43KΩ以上所確定的各電阻元件的阻值后，還要檢驗它們的額定功率，即≥RC=≈(W) 取W ≥RE=≈(W) 取W ≥40≈(W) 取W