多级阻容耦合放大器的设计与仿真
晶体管阻容耦合多级放大电路设计
晶体管阻容耦合多级放大电路设计晶体管（三极管）阻容耦合多级放大电路是一种常见的电子放大器电路，它通常由多个级联的放大器组成，每个级别都使用晶体管进行放大。
这种电路的设计目标是实现高增益和低失真的信号放大。
首先，我们需要确定电路的放大增益要求和频率响应。
这将决定电路中每个级别的放大倍数和频率特性。
接下来，我们选择适合的晶体管型号和工作点，以确保电路在工作时具有稳定的工作性能。
理想情况下，晶体管应具有高增益和低噪声。
在设计阻容耦合多级放大电路时，我们需要确定每个级别的输入和输出阻抗。
输入阻抗应尽可能大，以确保信号源与放大器之间的匹配。
输出阻抗应尽可能小，以便将信号传递给下一个级别的放大器或负载。
为了实现这些要求，我们可以使用电容耦合和电阻器来构建电路的每个级别。
具体来说，输入端可以使用耦合电容器连接到上一个级别的输出，输出端可以通过负载电阻连接到下一个级别的输入。
这种耦合方式可以有效地传递信号，并提供适当的阻抗匹配。
在设计每个级别的放大电路时，我们需要考虑功耗和热量问题。
为了确保电路的稳定性和可靠性，我们需要选择合适的电阻和电容值，并确保电路在工作时不会过热。
此外，我们还需要确保信号的直流偏置电压的稳定性和精确度。
这可以通过添加适当的偏置电路来实现，例如电源电压分压器、偏置电流源等。
最后，在设计阻容耦合多级放大电路时，我们还需要考虑信号的幅度和相位失真问题。
为了实现低失真放大，我们可以采用反馈电路或其他补偿方法来纠正失真。
总结起来，晶体管（三极管）阻容耦合多级放大电路设计涉及到确定电路的放大增益要求和频率响应、选择合适的晶体管型号和工作点、确定每个级别的输入和输出阻抗、处理功耗和热量问题、确保直流偏置电压的稳定性和精确度，并解决信号的幅度和相位失真问题。
通过合理设计和优化，我们可以实现高增益和低失真的信号放大。
两级阻容耦合放大器的设计与仿真
西安科技大学课程设计（论文）任务书题目：两级阻容耦合放大器的设计与仿真课程：模电综合实验院（部）：通信与信息工程学院专业：电子信息工程班级：1002班学生姓名：王坏东学号：1007050229设计期限：2012.6.27指导教师：吴文峰课题 两级阻容耦合放大器的设计与仿真一、设计目的及要求 (1)设计目的1、进一步熟悉multisim 仿真软件的使用方法；2、掌握测试多级放大器的电路参数及性能指标的方法；3、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）。
4、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。
5、培养独立设计能力，熟悉multisim 工具的使用 (2)设计任务与要求 已知条件 (1)Vcc=12V(2) 输入信号为Vi=4mV ，f=1kHz 的正弦波电压 (3)晶体管用2N2222A 技术指标(1)放大器不失真电压V o ≥1V ，即放大倍数|Au|≥250 (2)BW=300Hz-80kHz (3)放大工作点稳定 二、原理简述为了尽可能保证不失真放大，采用两级放大电路。
阻容耦合放大器是多级放大器中最常见的一种，其电路原理图如图 1 所示。
两级之间通过耦合电容及下级输入电阻连接，故称为阻容耦合，由于电容有隔直作用，使用前、后级的直流工作点互相不影响，各级放大电路的静态工作点可以单独计算。
每一级放大电路的电压放大倍数为输出电压U o 与输入电压U i 之比，其中，第一级的输出电压U o1 即为第二级输入电压U o2，所以两级放大电路的电压放大倍数为AV=VV iO 2=V V iO 1*VV O O 12=*1AV AV 2利用MultiSim 软件绘制如图所示的多级放大器实验电路。
图1 两级阻容耦合放大器的原理图备注：电容值的选择将影响放大器的频率响应，通常所使用的电容值，即C =24nF，提供了合适的交流特性。
两级阻容耦合放大电路设计与仿真
两级阻容耦合放大电路设计与仿真阻容耦合放大电路是一种经典的放大电路结构，常用于放大小信号。
其基本原理是利用电容器和电阻的耦合作用，实现信号的放大和增强。
在设计阻容耦合放大电路时，需要考虑电路的增益、频率响应、稳定性等方面的问题。
下面将以两级阻容耦合放大电路为例，进行设计和仿真。
1.电路结构设计首先，我们需要确定电路的结构图和参数。
两级阻容耦合放大电路由两个放大级组成，每个放大级包括一个晶体管和相应的偏置电路。
可以选择晶体管的类型，比如常用的BJT三极管或MOSFET场效应管。
偏置电路可以采用基准电源或稳流源等方式。
2.电路参数计算在确定电路结构之后，需要计算每个电路元件的参数。
比如晶体管的放大系数、偏置电流，电容器的容值等。
这些参数的选择和计算需要根据具体的应用需求来确定，可以参考相关的电路设计手册或者仿真软件。
3.电路仿真在进行实际的电路设计之前，可以使用电路仿真软件进行仿真。
通过仿真，可以验证电路的性能和参数的正确性，发现问题并进行调整。
常用的电路仿真软件有Cadence SPICE、LTSpice等。
4.电路布局与PCB设计在完成电路的仿真之后，可以进行电路的布局和PCB设计。
在布局过程中，需要考虑电路的相互干扰、阻抗匹配等问题，以确保电路的可靠性和稳定性。
PCB设计需要绘制电路的电路板图，安排元件的布局和连接方式，并进行元件的焊接和布线。
5.电路调试与性能测试完成PCB设计之后，可以进行电路的调试和性能测试。
通过调试，可以检查电路的工作状态和性能是否符合设计要求。
可以使用示波器、信号发生器等测试设备对电路进行测试，得到电路的增益、频率响应等参数。
通过上述步骤，可以完成两级阻容耦合放大电路的设计和测试。
可以根据实际的应用需求和设备要求进行参数选择和调整，以获得满足要求的电路性能和工作效果。
阻容耦合放大电路实验报告
一、实验目的1. 理解阻容耦合放大电路的工作原理和基本结构。
2. 掌握阻容耦合放大电路的设计、搭建和调试方法。
3. 学习如何通过实验测量放大电路的静态工作点和动态性能参数。
4. 分析电路元件参数对放大电路性能的影响。
二、实验原理阻容耦合放大电路是一种常用的模拟电子电路，主要用于放大交流信号。
它主要由晶体管、电阻、电容等元件组成。
电路中，电容C1和C2分别起到输入耦合和输出耦合的作用，用于隔断直流信号，使交流信号得以传递。
三、实验器材1. 晶体管（如3DG6）2. 电阻（1kΩ、10kΩ、100kΩ等）3. 电容（0.01μF、0.1μF、1μF等）4. 直流电源（+5V、+12V）5. 示波器6. 万用表7. 面包板或电路实验箱四、实验步骤1. 电路搭建：根据实验原理图，将晶体管、电阻、电容等元件按照要求连接到面包板或电路实验箱上。
2. 静态工作点测量：使用万用表测量晶体管的集电极电流IC、基极电流IB和发射极电压VE，记录数据。
3. 动态性能测试：a. 输入信号：使用信号发生器产生正弦波信号，频率为1kHz，幅度为1V。
b. 输出信号：将输入信号接入电路，使用示波器观察输出波形，记录幅度和频率。
c. 放大倍数计算：根据输入信号和输出信号的幅度，计算电路的电压放大倍数。
4. 电路调整：通过调整电路中的电阻和电容，观察对放大电路性能的影响，如静态工作点、放大倍数等。
五、实验结果与分析1. 静态工作点：根据实验数据，计算晶体管的静态工作点IC、IB和VE，与理论值进行比较，分析误差原因。
2. 动态性能：根据实验数据，计算电路的电压放大倍数，与理论值进行比较，分析误差原因。
3. 电路调整：通过调整电路中的电阻和电容，观察对放大电路性能的影响，如静态工作点、放大倍数等。
六、实验结论1. 阻容耦合放大电路能够有效地放大交流信号，具有较好的线性度。
2. 通过调整电路元件参数，可以改变放大电路的静态工作点和动态性能。
实验4阻容耦合多级负反馈放大电路
实验4阻容耦合多级负反馈放⼤电路实验四阻容耦合多级负反馈放⼤电路⼀、实验⽬的1.掌握合理设置多级放⼤器静态⼯作点的⽅法；2.学会测量多级放⼤电路的性能指标；3.学会测量负反馈对放⼤电路的性能的影响；4.认真观测负反馈对放⼤电路的⾮线性失真的改善。
⼆、实验仪器1.双踪⽰波器（型号……）2.数字万⽤表（型号……）3.信号发⽣器（型号……）4.模拟电⼦技术试验箱（型号……）三、预习要求（原理）1.复习教材多级放⼤电路内容及性能指标的测量⽅法；2.复习教材有关负反馈的内容；3.分析图1两级放⼤电路引⼊电压负反馈后，测试内容的变化情况。
四、实验内容实验电路见图1【R b1可以⽤实验箱上33K替换】Re11k图1 两级交流放⼤电路1.设置静态⼯作点(1)按图接线，注意接线尽可能短。
(2)静态⼯作点设置：要求第⼆级在输出波形不失真的前提下幅值尽量⼤，第⼀级为增加信噪⽐，⼯作点尽可能低。
(3)在输⼊A端接⼊频率为1KHz幅度为1V的交流信号(实验板上经100:l衰减电阻衰减)，使V i1为10mV，调整⼯作点使输出信号不失真。
注意：如发现有寄⽣振荡，可采⽤以下措施消除：①重新布线，尽可能⾛短线；②可在三极管eb间加⼏p到⼏百p的电容；③信号源与放⼤电路⽤屏蔽线连接。
2.接⼊负载电阻R L=3K，重复（3）测量结果填⼊下表。
表1⽆反馈时的测量数据3.负反馈对放⼤器性能的影响将30k10µf阻容电路适当接⼊电路中，引⼊电压串联负反馈，记录下有关数据与波形，与表1进⾏⽐较，总结负反馈对放⼤器性能的影响。
表2有负反馈时的测量数据4.观察负反馈对⾮线性失真的改善①断开反馈环路，观察输出波形，调整输⼊信号，使输出出现明显失真；②接通反馈环路，不改变输⼊信号，观察输出波形，对⽐有⽆反馈时波形的变化；③画出波形的对⽐图。
五、实验报告：整理实验数据，分析实验结果，总结负反馈的影响，谈谈实验的体会。
两级阻容耦合放大电路实验报告
两级阻容耦合放大电路实验报告两级阻容耦合放大电路实验报告引言：阻容耦合放大电路是一种常用的放大电路结构，广泛应用于各种电子设备中。
本实验旨在通过搭建两级阻容耦合放大电路并进行测量，研究其放大特性和频率响应。
实验步骤：1. 搭建电路：根据实验要求，搭建两级阻容耦合放大电路。
电路中包括两个放大器级别，其中第一个级别为共射放大器，第二个级别为共集放大器。
合理选择电阻和电容值，以满足放大要求。
2. 连接信号源：将信号源与电路输入端相连，确保信号源输出正常。
注意保持输入信号的幅度适中，避免过大或过小。
3. 测量电路参数：使用示波器测量电路的输入和输出信号波形，记录幅度和相位差。
同时，使用万用表测量电路中各个元器件的电压和电流值。
4. 测量频率响应：改变输入信号的频率，测量输出信号的幅度变化。
记录幅度变化的曲线，并分析其特性。
5. 分析结果：根据测量数据，计算电路的放大倍数、增益带宽积和输入输出阻抗等参数。
分析电路的性能和优缺点，并与理论值进行比较。
实验结果与分析：通过实验测量得到的数据，我们可以得出以下结论：1. 电路的放大倍数：根据输入和输出信号的幅度差异，计算得到电路的放大倍数。
比较两级放大器的放大倍数，可以发现第一级共射放大器具有较高的放大倍数，而第二级共集放大器则具有较低的放大倍数。
2. 增益带宽积：通过测量不同频率下的输出信号幅度，可以绘制出增益带宽积曲线。
增益带宽积是电路的重要性能指标，表示电路在不同频率下的放大能力。
实验结果显示，增益带宽积在一定范围内随着频率的增加而降低。
3. 输入输出阻抗：通过测量电路中各个元器件的电压和电流值，可以计算得到电路的输入输出阻抗。
输入阻抗表示电路对外部信号源的负载能力，输出阻抗表示电路对负载的驱动能力。
实验结果显示，两级阻容耦合放大电路具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗。
结论：通过本次实验，我们成功搭建了两级阻容耦合放大电路，并对其进行了详细的测量和分析。
实验结果表明，该电路具有较高的放大倍数、较低的输出阻抗和一定的增益带宽积。
多级阻容耦合放大器
多级阻容耦合放大电路一技术指标基于分立元器件设计一个交流放大电路，用于只是仪表中放大弱信号，实现低能量控制高能量，具体指标如下：（1）信号源：Ｕi≥10mV（有效值），内阻Rs=50Ω。
（2）输入要求:输入电阻大于20KΩ。
（3）输出要求：U0≥1V（有效值），输出电阻小于10Ω，输出电流I0≤1mA(有效值)。
（4）稳定性:如果电路元器件改变，若ΔAu/Au=10%,则ΔAuf<1%。
二设计思路2.1设计框图图1 反馈放得图 1图中X表示电压或电流信号；箭头表示信号传输的方向；符号¤表示输入求和，+、–表示输入信号与反馈信号是相减关系（负反馈），即放大电路的净输入信号为（1）基本放大电路的增益（开环增益）为（2）反馈系数为（3）负反馈放大电路的增益（闭环增益）为（4）2.2 负反馈放大电路设计的原则2.2.1 选择反馈方式根据负载的要求及信号情况来选择反馈方式．在负载变化的情况下．要求放大电路以稳压输出用电压负反馈：在负载变化的情况下，要求放大电路恒流输出时，就要采用电流负反馈。
至于输入端采用串联还是并联方式，主要根据对放大电路输出电阻而定。
当要求放大电路具有高的输入电阻是，宜采用串联反馈：当要求放大电路具有底的输入电阻是，宜采用并联反馈。
如仅仅为了提高输入电阻，降低输出电阻时，宜采用射极输出器。
反馈深度主要根据放大电路的用途及指标要求而定。
2.2.2 放大管的选择如果放大电路的极数多，而输入信号很弱（微伏级），必须考虑输入几件放大管的噪音所产生的影响，为此前置放大级应选用底噪声的管子。
当要求放大电路的频带很宽时，应选用截止频率较高的管子。
从集电级损耗的角度出发，由于前几级放大的输入较小，可选用pcm小的管子，其静态工作点要选得底一些（IE小），这样可减小噪声；但对输出级而言，因其输出电压和输出电流都较大，故pcm大的管子。
2.2.3 选择级数放大电路级数可根据无反馈时的放大倍数而定，而此放大倍数又要根据所要求的闭环放大倍数和反馈深度而定，因此设计时首先要根据技术指标确定出它的闭环放大倍数Af 及反馈深度1+AF，然后确定所需的Af。
模拟电子技术课程设计多级低频组容耦合放大器
模拟电子技术课程设计多级低频组容耦合放大器文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）电子技术课程设计实验报告基于Multisim10的电子电路设计与仿真学院: 计算机与通信工程学院班级：通信1002姓名：学号： 4指导老师：陈勇设计时间：目录课题二：（选做实验）多级低频组容耦合放大器1.设计任务和设计要求-----------------------------------------72.设计思路与电路结构-----------------------------------------73.设计方案--------------------------------------------------------74.电路工作原理及计算过程-----------------------------------105.波形仿真结果-------------------------------------------------156.设计存在的缺陷-----------------------------------------------157.参考文献--------------------------------------------------------15课题二：多极低频阻容耦合放大电路1.设计任务与要求:(1)设计任务：设计多级阻容耦合放大电路(2)设计要求:a、输入正弦信号有效值U i=10mV，信号源内阻为50 Ω，工作频率f=30Hz~ 30KHz；b、输出电压有效值U o≥1V；c、输出电阻Ro≤10 Ω；d、输入电阻Ri ≥20KΩ；e、温度变化时，开环Au/ Au =10%；闭环Auf/ Auf ≤1%。
2.设计思路a、引入负反馈，确定反馈深度b、确定放大电路级数c、确定每一级电路组态和电压放大倍数3.设计方案与电路结构从设计指标要求看，设计该放大电路主要解决的问题是电压放大倍数及其稳定性、输入电阻、输出电阻等等，由于通频带要求不高，比较容易达到，设计时可以暂不考虑。
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通信与信息工程学院电子设计与制作课程设计
班级：电子信息工程1201
姓名：
学号：1207050117
指导教师：
设计时间： 2014.6.30———2014.7.4成绩：
评
通信与信息工程学院
二〇一四年
多级阻容耦合放大器的设计与仿真一．设计目的
1.能够较全面的巩固和应用“模拟电子技术”课程中的基本理论和基本方法。
并初步掌握电路设计的基本流程（设计-仿真-pcb板制作）
2.能灵活的应用各种元器件或者标准集成电路实现规定的电路。
3.培养独立思考，独立准备资料，独立设计模拟电子电路系统的能力
4.培养独立设计能力，熟悉EDA工具的使用，比如Multisim系列（仿真分析）
5. 培养书写综合设计实验报告的能力。
二．设计内容和要求
1.电路性能指标
已知条件：
（1）电源电压VCC=12V；
（2）负载电阻RL=2KΩ；
（3）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
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∣≥500
（2）△f=300Hz~80KHz
（3）放大器工作点稳定.
2. 原理简述
阻容耦合放大器是多级放大器中最常见的一种，两级之间通过耦合电容及下级输入电阻连接，故称为阻容耦合，由于电容有隔直作用，使前、后级的直流工作点互相不影响，各级放大电路的静态工作点可以单独计算和调整。
每一级放大电路的电压放大倍数为输出电压与输入电压之比，其中，第一级的输出电压即为第二级输入电压. 三．方案论证
采用三极管
采用三极管的级联方式组成多级放大电路。
三极管又可以分为三种放大电路：共射，共集和共基极放大电路。
三种电路各有各自的特点。
(1)采用三级放大电路。
阻容耦合放大器是多级放大器中最常见的一种，两级之间通过耦合电容及下级输入电阻连接，故称为阻容耦合，由于电容有隔直作用，使用前、后级的直流工作点互相不影响，各级放大电路的静态工作点可以单独计算。
每一级放大电路的电压放大倍数为输出电压Uo与输入电压Ui之比，其中，第一级的输出电压Uo1 即为第二级输入电压Uo2，所以两级放大电路的电压放大倍数为
A V =*1A V A V2*A V3.
(2)采用三级管三级管具有功率放大的作用。
根据实验的要求，本设计最终采用了三极管设计的方案。
电路由两级放大电路级联组成，第一级为射级输出器，第二级采用同样的放大电路通过电容耦合连接起来。
第三级采用共射级电路。
采用射极跟随输出，防止失真，用以
稳定输出波形。
四．电路设计及参数计算
设计步骤
（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，静态工作点的测量与调整；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。
（6）在protus软件中绘制原理图及PCB版图
备注：步骤（3）-（4）在multisim中完成
三极管放大电路设计参数计算及静态工作点方法图1是共射的基本放大电路，一般要求掌握如下：
（1）分析电路中各原件的作用；
（2）了解放大电路的放大原理；
（3）能分析计算电路的静态工作点；
（4）理解静态工作点的设置目的和方法。
上图中，C1,C2为耦合电容，起信号的传递作用，电容能将信号从前级耦合到后级，是因为电容两端的电压不能突变，在输入端输入交流信号后，因两端的电压不能突变，输出端的电压会跟随输入端输入的交流信号一起变化，从而将信号从输入端耦合到输出端。
电容两端的电压不能突变，但不是不能变。
R1,R2为三极管的直流偏置电阻，三极管的三种工作状态“截止，放大和饱和”就由直流偏置决定，也就是由R1,R2来决定。
总电路图如下：
五、电路仿真及结果分析
(1)第一级各种参数结果如下：包括第一级输出电压，第一极失真率。
由图得第一级电压幅值放大倍数为:
Au1=3.95/4=0.9875
（2）第二级各种参数结果如下：
由图得第二级电压幅值放大倍数为
Au2=99.157/3.95=25.103
（3）第二级各种参数结果如下：
由图得第三级电压幅值放大倍数为
Au3=1923/99.157=19.39
所以总的放大倍数：
Au=Au1*Au2*Au3=0.9875
*25.103*19.39=480.66(符合标准Au>250) 由图可以知道Ro=RL=2kΩ
（4）输入电阻
双击‘XMM1’和‘XMM2’两块万用表，并将它们切换在交流电压，交流电流档上，本处测量的是交流输入电阻，当然要在合适的静态工作点上测量，因而直流电源要保留。
由图得出输入电阻Ri=4mv/616.835nA=6.48kΩ
（5）输出电阻的测量
输出电阻的测量采用外加激励法，用1000mV，1kHz的电源，将电路中的信号源短路，负载开路，在输出端接电压源，电压表，测量电压，电流。
本处测量的是交流输入电阻，当然要在合适的静态工作点上测量，因而直流电源要保留。
得到输出电阻：Ro=1.923v/961.256uA=2.000kΩ
（6）幅频特性与相频特:
由图可知上限与下限的差为56.411kHz-60.838Hz=56.343kHz（在300Hz~80KHz之间，所以符合设计要求）
相频图
（7）失真分析
由图可知输出信号的失真系数为2.075%
放大器的基本任务是不失真地放大信号。
要使放大器能正常工作，必须设合适的静态工作点Q。
在输入信号幅度足够大的情况下， Q点应该选在输出特性曲线上交流负载线的中点，这样就可获得最大的不失真输出电压。
若Q点选得过高，就会引起饱和失真；若Q点选得过低，就会产生截止失真。
（8）输入输出波形
六．心得与体会
这周的电子设计实习，我觉得主要还是对我们所学模电课程的一次实质性的检测，由对multisim这个软件的一点都不了解，再到自己可以慢慢尝试着自己去连接一些电路。
感觉这两天自己一下收获了很多。
当然相对于学习好的同学的进步，自己那点进步可能不足挂齿，可是即使有小的进步，那也是进步！这短短几天的实训，一直宅在宿舍，查资料，看书，感觉自己的知识面也有所拓展。
在软件的使用过程中，我也遇到了很多难题，比如找一个元器件，往往在软件中找不到，无从下手，慢慢的我发现，同过元器件的类属，我可以一级一级的进行查找，这极大的提高了我从器件中找原件的速度。
此外，我也可以使用快捷方式，快速的运用元器件。
使用Multisim这个软件我的最大体会是：在操作一个软件之前我们应该学习一些基本的知识，我们可以网上看看教程，在工具书上看看基本操作过程，以免我们在使用软件中不会不知道一些基本的作，加快我们掌握软件。
最困难的地方当属设计电路图了，自己本来对模电知识的掌握就很差，后来看书后才得以理解，“知识是需要长期运用的，才能形成深刻的记忆”。
电路设计完了后，在软件仿真中存在很大问题，比如：一个元器件往往有固定的参数，有些参数不是我们随心所就能改的。
理论与实践也是存在差距的。
我们在以后的学习中，应该多实践一点，“实践出真知”，在大学学习阶段，重要的不只是去看，更需要自己动手去做。
这样自己的收获绝对超乎自己的想象！
参考文献：
1.基于Multisim 的电子电路计算机仿真设计与分析（电子工业出版社）
2.《电子电路基础》童诗白高等教育出版社第二版
3. 百度文库相关资料。