两级阻容耦合放大电路的仿真与设计 基于Multisim 10

课程设计（论文）报告书

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：1104班

学生姓名：(*^__^*) 嘻嘻……

学号：**********

设计期限：2013年7月12日

指导教师：***

《一》课题

两级阻容耦合放大器的设计与仿真

《二》选题意义

（1）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，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A V =

V

V i

O 2=V V i

O 1*V

V O O 1

2=*

1A V A

V 2

（2）我选这个题目觉得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，更加熟悉阻容耦合放大电路。 （3）更加了解电路的仿真。

《三》具体要求

已知条件：

（1）电源电压VCC=12V ； （2）负载电阻RL=2K Ω；

（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； （4）晶体管用3DG6。 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。

《四》方案

1 采用集成运放

可以采用集成运放来搭建放大电路。该方案设计简单，集成度高、精确度高，在参数上输入电阻很高，输出电阻低，采用集成运放放大小信号是很好的选择。

2 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、共集和共基放大电路。三种方式有各自的特点。 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，第一级为分压偏置的共射级放大电路，第二级采用同样的放大电路通过电容耦合连接起来。

3 原始方案图

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，所以两级放大电路的电压放大倍数为:

Au=Uo1/Ui*Uo2/Ui2=Au1*Au2

4 放大倍数

A 第一级的输出电压

由图得第一级电压幅值放大倍数为

A u1=266.795mV/4mV=66.7

B 第二级的输出电压

得第二级电压幅值放大倍数为

A u2=1.09v/266.795mV=4.09

所以放大电路的总体放大倍数为一级和二级放大倍数的乘积：

A f= A u1* A u2 =273（大于250，满足设计的要求）

5 输入电阻的测量

建立仿真图，打开仿真开关，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。

所以Ri=4mv/1.387μA=2.88KΩ

6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。

所以Ro=999.996mV/190.106μA=5.26KΩ

《五》具体电路

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C3 =24nF，提供了合适的交流特性。在这个电路中，C1、C3、C4实现了设计中各级之间的直流隔离功能。电容C2在高频时形成短路，有效地旁路了R E1。R B11和R B12、R B21和RB22构成了一个分压器，可以在基极提供必要的电压来前向偏置晶体管的基极－发射极结。R c、R e为交流摆动、电压增益及晶体管在有源区的稳定性这三者形成理想组合而形成适当的偏置条件。

《六》仿真分析

（1）直流分析

直流工作点分析用于确定电路的直流工作点,对于直流分析,假设交流源为零且电路处于稳态,也就是假设电容开路、电感短路。

放大器的静态工作点如图所示

静态工作点U BE1IE1Uc E1U BE2IE2Uc E2

数据0.731V 0.95mA 6.07V 0.736V 1.11mA 5.423V

(2)输出与输入波形

蓝色是输入，红色是输出。

（3）幅频特性

下限频率上限频率

上限与下限的差为56.747kHz-2.033kHz=54.714kHz（在300Hz~80KHz之间，所以符合设计要求）

（4）相频特性

（5）失真分析

由图可知输出信号的失真系数为2.183%

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。

《七》总结

这是第一次接触这个软件，觉得这个软件真的很棒，用起来超方便的，这个仿真软件很形象的将我们所想的电路能够用计算机运行出来，而且我们可以在上面很轻松的做出修改，在本设计过程中，Multisim帮助我进行了直观的仿真以及快速的测量。对于检查那些需要进行反复设计的计算值来说，Multisim是一个极其宝贵的工具，而且它能够在使用真正的元件进行电路原型设计之前给予我极大的信心。

因为两级阻容耦合放大电路的电路图是固定的模式，所以我只需要设计元器件的参数，对着这个问题，刚开始我先大概的算出放大倍数大于250，然后根据输出与输入波形的比较以及幅频特性，慢慢的调节，是能够达到老师的设计要求，在设计的过程中，好多知识都忘掉了，然后重新到图书馆去借参考文献，自已查阅，一点点的弄懂，电路图设计好了之后，然后要在Multisims上进行仿真，因