多级放大电路的设计与测试
多级放大电路的设计和实验
多级放大电路的设计和实验一、教学目的熟悉两级（或多级）放大电路设计和调试的一般方法。
电压放大倍数的测量，幅频特性的测量方法。
可用计算机辅助设计和仿真。
二、设计指标电压放大倍数A u ：≥5000（绝对值） 输入电阻R i ：≥1kΩ输出电阻R o ：≤3kΩ 通频带宽BW ：优于100Hz~1MHz 电源电压V CC ：+12V －２０Ｖ 负载电阻R L ：3kΩ输出最大不失真电压：5V （峰峰值） 电路要求：无自激、负反馈任选 三、实验电路及实验结果根据设计要求进行了理论计算，设计电路图如图１：图１１、在仿真软件Ｍｕｌｔｉｓｉｍ ２００１中绘制电路图，调试后输出波形不失真，放大倍数满足要求，完成表格１。
第一级 第二级 ＩＣＵＢＵＣＵＥ ＩＣ ＵＢＵＣＵＥ 1.59ｍＡ 2.326Ｖ 11.990Ｖ1.606Ｖ2.519ｍＡ3.267Ｖ 12.407Ｖ2.543Ｖ２、各级的电压放大倍数如下表，输出波形如下图： 第一级第二级总电压放大倍数 输入电压 （ｍＶｒｍｓ） 输出电压 （ｍＶｒｍｓ） 电压放大倍数 输入电压 （ｍＶｒｍｓ） 输出电压 （ｍＶｒｍｓ） 电压放大倍数 0.1418.466608.466653774627各级的输出波形如图2图２３、电路的输入输出电阻的测量（1）用输出换算法测量放大器输入电阻R i 选取Ｒｓ＝1 kΩ，完成表３，利用公式s o2o1o1i R u u u R -=计算输入电阻。
表3 放大器输入电阻R 不接R s 时输出电压 ｕo1(V ｒｍｓ) 串接R s 时输出电压 u o2(V ｒｍｓ) 输入电阻R i （kΩ） 0.6530.4593.3（2）用开路电压法测量放大器输出电阻Ro选取ＲＬ＝3 kΩ，完成表４，利用公式L oLooo )1(R u u R -=计算输出电阻。
开路输出电压U oo (V ｒｍｓ)连接负载时电压u oL (V ｒｍｓ)输出电阻R o （kΩ）1.301 0.6532.977４、思考题（1）避免自激振荡的措施主要有哪些？你在电路中是如何避免自激振荡的？ （2）你是如何分配各级电路的电压放大倍数的？分配依据是什么？ （3）如果引入负反馈，目的是什么？效果如何？。
多级运算电路实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解多级运算电路的工作原理及特点。
2. 掌握多级运算电路的设计方法。
3. 学习使用电子实验设备，如信号发生器、示波器、数字万用表等。
4. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理多级运算电路是由多个基本运算电路组成的，通过级联多个基本运算电路，可以实现对信号的放大、滤波、调制、解调等功能。
本实验主要涉及以下几种基本运算电路：1. 反相比例运算电路：该电路可以实现信号的放大或衰减，放大倍数由反馈电阻RF和输入电阻R1的比值决定。
2. 同相比例运算电路：该电路可以实现信号的放大，放大倍数由反馈电阻RF和输入电阻R1的比值决定。
3. 加法运算电路：该电路可以将多个信号相加，输出信号为各输入信号的代数和。
4. 减法运算电路：该电路可以实现信号的相减，输出信号为输入信号之差。
三、实验仪器与设备1. 信号发生器：用于产生实验所需的输入信号。
2. 示波器：用于观察实验过程中信号的变化。
3. 数字万用表：用于测量电路的电压、电流等参数。
4. 电阻、电容、二极管、运放等电子元器件。
5. 电路板、导线、焊接工具等。
四、实验内容与步骤1. 设计并搭建反相比例运算电路，测量并记录放大倍数、输入电阻等参数。
2. 设计并搭建同相比例运算电路，测量并记录放大倍数、输入电阻等参数。
3. 设计并搭建加法运算电路，测量并记录输出信号与输入信号的关系。
4. 设计并搭建减法运算电路，测量并记录输出信号与输入信号的关系。
5. 分析实验数据，验证实验结果是否符合理论计算。
五、实验结果与分析1. 反相比例运算电路实验结果：放大倍数为10，输入电阻为10kΩ。
分析：根据理论计算，放大倍数应为RF/R1，输入电阻应为RF+R1。
实验结果与理论计算基本一致。
2. 同相比例运算电路实验结果：放大倍数为10，输入电阻为10kΩ。
分析：根据理论计算，放大倍数应为RF/R1，输入电阻应为RF+R1。
实验结果与理论计算基本一致。
多级放大器电路实训报告
一、实验目的1. 理解多级放大器电路的工作原理与设计方法。
2. 掌握多级放大器电路的搭建与调试技术。
3. 学习分析多级放大器电路的性能指标，如电压放大倍数、输入输出电阻、频率响应等。
4. 熟悉常用放大器电路的耦合方式，如阻容耦合、直接耦合、变压器耦合等。
二、实验原理多级放大器电路是由多个单级放大电路级联而成，主要用于放大微弱信号。
通过级联多个放大电路，可以实现较高的电压放大倍数。
多级放大器电路的搭建与调试主要包括以下几个方面：1. 选择合适的放大器电路，如共射放大电路、共集放大电路、差分放大电路等。
2. 确定各级放大器的耦合方式，如阻容耦合、直接耦合、变压器耦合等。
3. 设计各级放大器的电路参数，如晶体管型号、电阻阻值、电容容值等。
4. 搭建实验电路，并进行调试。
三、实验内容1. 搭建共射放大电路，并进行调试。
（1）电路搭建：选择合适的晶体管（如2SC1815），设计电路参数，搭建共射放大电路。
（2）调试：调整偏置电阻，使晶体管工作在放大区。
通过测量输入输出电压，计算电压放大倍数。
2. 搭建阻容耦合多级放大器电路，并进行调试。
（1）电路搭建：选择合适的晶体管，设计电路参数，搭建阻容耦合多级放大器电路。
（2）调试：调整各级放大器的偏置电阻，使晶体管工作在放大区。
通过测量输入输出电压，计算电压放大倍数。
3. 搭建直接耦合多级放大器电路，并进行调试。
（1）电路搭建：选择合适的晶体管，设计电路参数，搭建直接耦合多级放大器电路。
（2）调试：调整各级放大器的偏置电阻，使晶体管工作在放大区。
通过测量输入输出电压，计算电压放大倍数。
4. 搭建变压器耦合多级放大器电路，并进行调试。
（1）电路搭建：选择合适的晶体管，设计电路参数，搭建变压器耦合多级放大器电路。
（2）调试：调整各级放大器的偏置电阻，使晶体管工作在放大区。
通过测量输入输出电压，计算电压放大倍数。
四、实验结果与分析1. 共射放大电路电压放大倍数：A_v = 40输入电阻：R_i = 1kΩ输出电阻：R_o = 1kΩ2. 阻容耦合多级放大器电压放大倍数：A_v = 200输入电阻：R_i = 10kΩ输出电阻：R_o = 1kΩ3. 直接耦合多级放大器电压放大倍数：A_v = 300输入电阻：R_i = 10kΩ输出电阻：R_o = 1kΩ4. 变压器耦合多级放大器电压放大倍数：A_v = 500输入电阻：R_i = 10kΩ输出电阻：R_o = 1kΩ五、实验总结通过本次实训，我们对多级放大器电路的工作原理、搭建与调试方法有了更深入的了解。
什么是多级放大电路如何设计一个多级放大器
什么是多级放大电路如何设计一个多级放大器多级放大电路是指由多个放大器级联组成的电路，用于提高输入信号的幅度，并有较大增益的电子设备。
在设计一个多级放大器之前，我们需要了解多级放大器的基本原理以及设计要点。
一、多级放大器的原理多级放大器是通过将多个放大器级联连接起来，以便连续放大信号的电压或功率。
它由输入级、中级和输出级组成。
1. 输入级：输入级负责接收输入信号并将其转化为电压或电流信号。
它通常包含一个低噪声放大器，其作用是增加输入信号的幅度，并将它传递给中级放大器。
2. 中级：中级放大器是多级放大器的核心部分，它的作用是增加电压或功率的增益。
中级通常包含多个级别的放大器，其中每个级别都提供一定的增益。
3. 输出级：输出级负责将信号放大到所需的幅度，并驱动负载电阻或其他负载。
输出级通常包含高功率放大器，以确保输出信号具有足够的驱动能力。
二、多级放大器的设计要点在设计一个多级放大器时，需要考虑以下几个要点：1. 增益和带宽：多级放大器的设计目标之一是在实现所需增益的同时保持足够的带宽。
增益与带宽的折衷是设计的关键考虑因素之一。
2. 输入和输出阻抗匹配：为了最大限度地传递信号并减少反射，需要确保输入和输出阻抗与信号源和负载的阻抗相匹配。
3. 稳定性：多级放大器必须具有良好的稳定性，以确保不会出现自激振荡或非线性失真。
这可以通过使用稳定的放大器设计和适当的负反馈技术来实现。
4. 噪声：多级放大器的设计应尽可能减少噪声的引入，并提供清晰的信号放大。
5. 功率供应：多级放大器需要合适的功率供应以保证其正常工作。
供应电压和电流必须满足放大器的工作要求，并且应提供稳定和纹波较小的电源。
三、一个多级放大器的示例设计以下是一个四级放大器的示例设计，以演示多级放大器的设计过程：1. 输入级：- 使用低噪声MOSFET放大器作为输入级，以提供高增益和低噪声。
- 输入级的增益设置为10倍，输入阻抗为50欧姆。
2. 中级：- 选择两个通用增益放大器级别级联，每个级别的增益为5倍。
放大电路多级设计
放大电路多级设计I. 引言放大电路是电子设备中常见的一种电路结构，用于将信号放大以增强其幅度或功率。
在某些应用中，单级放大电路可能无法满足要求，因此需要通过多级放大电路进行设计。
本文将探讨放大电路多级设计的原理和方法，以及其在实际应用中的一些考虑因素。
II. 基本放大电路在开始讨论多级设计之前，我们先回顾一下基本的放大电路。
放大电路通常由放大器、输入电路和输出电路组成。
其中放大器负责将输入信号放大，输入电路负责对输入信号进行预处理，输出电路负责将放大后的信号传递给外部载荷。
III. 多级放大电路设计原理多级放大电路通过将多个放大器级联来实现更高的增益。
每个放大器级别都增加了总体放大电路的增益，并且可以实现更高的带宽。
多级放大电路的设计要考虑以下几个因素：1. 总增益要求：根据具体应用的需求，确定所需的总增益。
随着级数的增加，总增益也会相应增加。
2. 频率响应：多级放大电路的频率响应应该与应用场景的要求相匹配。
因此，在设计过程中要考虑各级放大器的带宽以及相位延迟等参数。
3. 稳定性：在级联放大器时，必须考虑反馈和补偿电路的设计，以确保整个放大电路的稳定性。
IV. 多级放大电路设计方法多级放大电路的设计可以通过以下步骤进行：1. 确定总增益要求：根据应用需求确定所需的总增益。
2. 选择放大器类型：选择适合应用需求的放大器类型，如共射放大器、共基放大器或共集放大器等。
3. 确定各级增益：根据总增益要求和放大器性能参数，计算每个级别的增益。
4. 考虑稳定性：设计反馈和补偿电路以确保整个放大电路的稳定性。
5. 考虑频率响应：根据应用的频率要求，选择适当的带宽和延迟参数。
V. 实际应用考虑因素在实际应用中，多级放大电路的设计还需要考虑以下几个因素：1. 电源供电：选择合适的电源供电电压和容量，以确保放大电路的正常工作。
2. 噪声：多级放大电路的设计要考虑电路内部和外部噪声的影响，并采取相应的措施进行抑制。
3. 温度稳定性：温度对电子元件性能有较大的影响，因此设计中需要考虑温度对放大电路的稳定性的影响，并采取相应的温度补偿措施。
3.16多级放大电路的设计及测试
3.16多级放大电路的设计及测试一、 实验预习与思考设计任务和要求 (1) 基本要求：用给定的三极管2SC1815（NPN ），2SA1015（PNP ）设计多级放大器，已知12CC V V =+，12EE V V =-，要求设计差分放大器恒流源的射极电流31~1.5EQ I mA =，第二放大级射极电流42~3EQ I mA =；差分放大器的单端输入单端输出不失真电压增益至少大于10倍，主放大级的不失真电压增益不小于100倍；双端输入电阻大于10K Ω，输出电阻小于10Ω，并保证输入级和输出级的直流电位为零。
给出设计过程，画出设计的电路，并标明参数。
首先设计，第一级的差分放大电路．要使两端串联的电阻值一样．然后集电极的两个电阻的阻值也要差不多．最后为确保发射极上的电阻为无穷大，则需要利用长尾式差分电路，确定其发射极电阻来构成一个电流源．然后设计主放大部分，要使发射极和集电极上的电阻的差值足够大，以使其达到放大１００倍的要求，但还要确保阻值的合理性，以使三极管不会处于截止区或者饱和区．最后设计输出级电路．要选用尽可能小的电阻，以确保输出电阻可以足够的小，以达到要求．最后还要注意避免互补输出级出现交越失真的现象．参数：Ｒ１＝Ｒ２＝５ｋΩ，Ｒ５＝１０ｋΩ，Ｒ３＝８．８７ｋΩ，Ｒ６＝Ｒ７＝１０ｋΩ，Ｃ２＝１ｐＦ，Ｃ１＝４μＦ，Ｒ１２＝１Ω，Ｒ９＝１ｋΩ，Ｒ１０＝Ｒ１１＝１Ω．二、 实验目的(1) 理解多级直接耦合放大电路的工作原理和设计方法。
(2) 学习并熟悉设计高增益的多级直接耦合放大电路的方法。
(3) 掌握多级放大器的性能指标的测试方法。
(4) 掌握在放大电路中引入负反馈的方法。
三、 实验原理与测量方法直耦式多级放大器的主要设计任务是模仿运算放大器OP07的等效内部结构，简化部分电路，采用差分输入，共射放大，互补输出等结构形式，设计出电压增益足够高的多级放大器，可对小信号进行不失真地放大。
模拟电路 实验六 多级放大器
图4-1 多级放大器 注意:输入端无需加分压器
三、实验内容
1．静态工作点估算及调试 （1）静态工作点测量电路
（2）静态工作点估算
电路给定参数：VCC=+12V、VBE=0.75V、 β =100 、 IC1=1.3 mA 、IC2=4 mA
实验六 多级放大器
---指导书（二） 第16页
一、 实验目的
掌握多级放大器静态工作点Q的调整、 测试方法。
掌握多级放大器的电压放大倍数AVL、 Av∞的测试方法。
掌握多级放大器的输入电阻Ri、输出电 阻Ro的测试方法。
进一步熟悉EWB仿真软件的操作方法及 电路性能指标的测试方法。
二、实验参考电路
――指导书（二）P19页
判断此电路的反馈类型，并分析此反馈对放 大器性能的影响（即对Av、Ri、Ro的响）；
已知VCC=+12V，IC1=1.3mA，IC2=4mA， β1=β2=100，分别计算基本放大器及负反馈放 大器的电压放大倍数，输入电阻、输出电阻。
表4－1:
VE1 VB1 VC1 VE2 VB2 VC2 RW1 RW2 （V） （V） （V） （V） （V） （V） （Ω ） （Ω ）
估算值 实测值
2．动态参数估算及测量
（1）动态参数估算
电路总放大倍数：
AV
VO2 VI
VO1 VO2 VI VO1
AV 1 AV 2
第二级负载电阻：
R
' L
2
RC 2
// RL
放大电路输入电阻：ri ri1 Rb1 // rbe1
多级放大电路的设计与测试
多级放大电路的设计与测试一、实验目的1.理解多级直接耦合放大电路的工作原理与设计方法2.熟悉并熟悉设计高增益的多级直接耦合放大电路的方法3.掌握多级放大器性能指标的测试方法4.掌握在放大电路中引入负反馈的方法二、实验预习与思考1.多级放大电路的耦合方式有哪些分别有什么特点2.采用直接偶尔方式，每级放大器的工作点会逐渐提高，最终导致电路无法正常工作，如何从电路结构上解决这个问题3.设计任务和要求(1)基本要求用给定的三极管2SC1815(NPN), 2SA1015(PNP)设计多级放大器，已知V C C=+12V, -V EE=-12V,要求设计差分放大器恒流源的射极电流I EQ=1~,第二级放大射极电流I EQ=2~3mA差分放大器的单端输入单端输出不是真电压增益至少大于10 倍，主放大器的不失真电压增益不小于100倍；双端输入电阻大于10k Q,输出电阻小于10Q，并保证输入级和输出级的直流点位为零。
设计并仿真实现。
三、实验原理直耦式多级放大电路的主要涉及任务是模仿运算放大器OP07的等效内部结构，简化部分电路，采用差分输入，共射放大，互补输出等结构形式，设计出一个电压增益足够高的多级放大器，可对小信号进行不失真的放大。
1. 输入级电路的输入级是采用NPN型晶体管的恒流源式差动放大电路。
差动放大电路在直流放大中零点漂移很小，它常用作多级直流放大电路的前置级，用以放大微笑的直流信号或交流信号。
典型的差动放大电路采用的工作组态是双端输入，双端输出。
放大电路两边对称，两 晶体管型号、特性一致，各对应电阻阻值相同，电路的共模抑制比很高，禾厅抗干扰。
该电路作为多级放大电路的输入级时，采用 V 1单端输入，U oi 的单端输出的工作组^态。
计算静态工作点：差动放大电路的双端是对称的，此处令T 1, T 2的相关射级、集电极电流参数为 I EQ =I EQ =I EQ I CQ =I CQ =I CQo 设 U Bl = L B2~ OV ,则“心-U>n ,算出 丁3 的 I CQ3,即为 2 倍的 I EQ 也等于2倍的 I CQ 。
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多级放大电路的设计与测试
一、实验目的
1.理解多级直接耦合放大电路的工作原理与设计方法
2.熟悉并熟悉设计高增益的多级直接耦合放大电路的方法
3.掌握多级放大器性能指标的测试方法
4.掌握在放大电路中引入负反馈的方法
二、实验预习与思考
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1.多级放大电路的耦合方式有哪些分别有什么特点
2.采用直接偶尔方式，每级放大器的工作点会逐渐提高，最终导致电路无法正常工作，如何从电路结构上解决这个问题
3.设计任务和要求
（1）基本要求
用给定的三极管2SC1815(NPN)，2SA1015(PNP)设计多级放大器，已知V CC=+12V, -V EE=-12V，要求设计差分放大器恒流源的射极电流I EQ3=1~，第二级放大射极电流I EQ4=2~3mA；差分放大器的单端输入单端输出不是真电压增益至少大于10倍，主放大器的不失真电压增益不小于100倍；双端输入电阻大于10kΩ，输出电阻小于10Ω，并保证输入级和输出级的直流点位为零。
设计并仿真实现。
三、实验原理
直耦式多级放大电路的主要涉及任务是模仿运算放大器OP07的等效内部结构，简化部分电路，采用差分输入，共射放大，互补输出等结构形式，设计出一个电压增益足够高的多级放大器，可对小信号进行不失真的放大。
1.输入级
【
电路的输入级是采用NPN型晶体管的恒流源式差动放大电路。
差动放大电路在直流放大中零点漂移很小，它常用作多级直流放大电路的前置级，用以放大微笑的直流信号或交
流信号。
典型的差动放大电路采用的工作组态是双端输入，双端输出。
放大电路两边对称，两晶体管型号、特性一致，各对应电阻阻值相同，电路的共模抑制比很高，利于抗干扰。
该电路作为多级放大电路的输入级时，采用v i1单端输入，u o1的单端输出的工作组态。
计算静态工作点：差动放大电路的双端是对称的，此处令T 1，T 2的相关射级、集电极电流参数为I EQ1=I EQ2=I EQ ，I CQ1=I CQ2=I CQ 。
设U B1=U B2≈0V ，则U e ≈-U on ，算出T 3的I CQ3，即为2倍的I EQ 也等于2倍的I CQ 。
此处射级采用了工作点稳定电路构成的恒流源电路，此处有个较为简单的确定工作点的方法：
因为I C3≈I E3，所以只要确定了I E3就可以了，而34344
()E EE R E U V U I R R --==， 53356
((V ))E B on CC EE on R U U U V U R R =-=--⋅-+ 采用u i1单端输入，u o1单端输出时的增益11111(//(//22L L c o u i b be be R R R P u A u R r R r ββ=
==-++） '
2.主放大级
本级放大器采用一级PNP 管的共射放大电路。
由于本实验电路是采用直接耦合，各级的工作点互相有影响。
前级的差分放大电路用的是NPN 型晶体管，输出端u o1处的集电极电压U c1已经被抬得较高，同时也是第二级放大级的基极直流电压，如果放大级继续采用NPN 型共射放大电路，则集电极的工作点会被抬得更高，集电极电阻值不好设计，选小了会使放大倍数不够，选大了，则电路可能饱和，电路不能正常放大。
对于这种情况，一般采用互补的管型来设计，也就是说第二级的放大电路用PNP 型晶体管来设计。
这样，当工作在放大状态下，NPN 管的集电极电位高于基极点位，而PNP 管的集电极电位低于基极电位，互相搭配后可以方便地配置前后级的工作点，保证主放大器工作于最佳的工作点上，设计出不失真的最大放大倍数。
采用PNP 型晶体管作为中间主放大级并和差分输入级链接的参考电路，其中T 4为主放大器，其静态工作点U B4、U E4、U C4由P 1、R 7、P 2决定。
差分放大电路和放大电路采用直接耦合，其工作点相互有影响，简单估计方式如下： 447E CC E U V I R =-⋅， 4440.7B E on E U U U U =-=-（硅管），
442C EE C P U V I R =-+⋅
由于41B C U U =，相互影响，具体在调试中要仔细确定。
此电路中放大级输出增益221o c U o b be u R A u R r β⋅=
=-+ 3.输出级电路。
输出级采用互补对称电路，提高输出动态范围，降低输出电阻。
其中T 4就是主放大管，其集电极接的D 1、D 2是为了克服T 5、T 6互补对称的交越失真。
本级电路没有放大倍数。
四、测试方法
用Multisim 仿真实验结果，并使用合适的电路参数以满足性能指标要求。
给出仿真结果。
电路图如图1所示
图1
静态工作点的测量：
测试得到静态工作点I EQ3，I EQ4如图2所示，符合设计要求。
/
图2 静态工作点测量
输入输出端电压测试：
测试差分放大器单端输入单端输出波形如图3，输入电压为V PP=，输出电压为V PP=得到差分放大器放大倍数大约为倍。
放大倍数符合要求。
图3 低电压下波形图
—
主放大级输入输出波形如图4
图4 主放大级输入输出波形图如图所示输入电压为V PP=，输出电压为V PP=放大倍数为117倍。
整个电路输入输出电压测试如图5
图5 多级放大电路输入输出波形图
由图像知输入电压为V PP=，输出电压为V PP=，放大倍数计算得到为1058倍
五、实验结论与心得：
在此电路中利用了差动放大电路，利用PNP管放大级实现主放大电路，利用互补对称输出电路。
可以有效地抑制零点漂移，消除交越失真的影响，设计的多级放大电路，得到放大倍数为1058倍，符合设计要求。
通过这次的仿真，使我对多级放大电路有了深刻地理解，对于差分放大电路有了更深的了解，学习到抑制零点漂移、消除消除交越失真的方法。
丰富了自己的知识。