高校模电课程设计对讲机放大电路.docx
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高校模电课程设计对讲机放大电路
对讲机放大电路
1、设计要求
1.电路原理图绘制正确(或仿真电路图);
2.掌握EWB仿真软件的使用和电路测试方法;
3.电路仿真达到技术指标。
4.完成实际电路,掌握电路的指标测试方法;
5.实际电路达到技术指标。
二、设计步骤
1.原理了解,清楚设计内容。
2.原理及连线图绘制,仿真结果正确。
3.安装实际电路。
4.调试,功能实现。
5.教师检查及答辩。
6.完成设计报告。
课程设计报告要求
a.题目:
b.设计任务及技术指标
c.设计内容及原理
d.设计步骤和方法(仿真、实际电路分别来写)
e.安装与调试
f.电路的指标结果(仿真、实际电路分别来写)
f.所用仪器和设备
g.参考文献
一、设计任务及技术指标
1.前置放大级技术指标
电压放大倍数:
Av=100;
最大输出电压:
Vo=1V;
频率响应:
30Hz~30KHz;
输入电阻:
Ri>15KΩ;
失真度:
γ<10%;
负载电阻:
RL=2KΩ;
电源电压:
Vcc=12V;
2.功率放大器(输出级)技术指标
最大输出功率:
Pom≥0.25W;
负载电阻:
RL=8Ω;
失真度:
γ≤5%
效率:
η≥50%
输入阻抗:
Ri≥100KΩ
二、基本设计方案
1.确定前置放大级电路方案
2.确定功率放大器电路方案
3.依据基本设计方案计算元件参数
1.确定前置放大级电路
1).确定放大电路的级数
根据总电压放大倍数,确定放大电路的级数,为使放大电路的性能稳定,引入一定深度的负反馈,所以,放大倍数应留有一定余量。
2).确定晶体管的组态
根据输入、输出阻抗及频率响应等方面的要求,确定晶体管的组态(共射、共基、共集)及静态偏置电路。
3).选用适当的耦合方式
根据三种耦合方式(阻容耦合、变压器耦合、直接耦合)的不同特点,选用适当的耦合方式
2.确定功率放大器电路方案:
功率放大器的电路形式:
双电源的OCL互补对称功放电路;
单电源供电的OTL功放电路;
BTL桥式推挽功放电路;
变压器耦合功放电路;
采用单电源供电的OTL功放电路。
3.依据基本设计方案计算元件参数
电路方案确定以后,要根据给定的技术要求进行元件参数的选择。
在确定元件参数时,可以先从后级开始,根据负载条件确定后级的偏置电路,然后再计算前级的偏置电路,进一步由放大电路的频率特性确定耦合电容和旁路电容的电量,最后由电压放大倍数确定负反馈网络的参数。
1).确定电源电压
Vcc应满足要求:
Vcc〉2Vom+VE+VCES
Vom=1.4V
VE为三极管发射极电压,一般取1~3V,
VCES为晶体管饱和压降,一般取1V。
2).前置放大级参数确定
a)确定T2级的参数
集电极电阻R8,发射极电阻R9,
T3型号,基极偏置电阻R6、R7。
VCC-VCEQ2=ICQ2·R8+VE2
VCEQ2=ICQ2
Vcc-VCEQ2=ICQ2·R8+VE2
VCEQ2=ICQ2
VCEQ2>Vom+VCES
R9=?
T2级是输出级,输出电压比较大,静态工作点设在负载线的中点。
Vcc-VCEQ2=ICQ2·R8+VE2
VCEQ2=ICQ2
VCEQ2>Vom+VCES
R9=?
指标中,RL=2KΩ,取VE2=3V,VCES=1V;
确定R8=3.5KΩ,R9=1.5KΩ,
取标称值,R8=3.3KΩ,R9=1.5KΩ,
则静态值ICQ=2mA,VCEQ2=2.4V。
确定T2级三极管参数:
晶体管的选取主要依据晶体管的三个极限参数:
BVCEO>三极管c-e间最大电压VCEmax
ICM>三极管工作时的最大电流ICmax
PCM>三极管工作时的最大功耗PCmax
VCE最大值为:
VCE2max=Vcc
IC2的最大值为:
IC2max=2ICQ2
T2的最大功耗为:
PCmax=VCEQ2·ICQ
因此T2的参数应满足:
BVCEO>12V
ICM>2ICQ2=4mA
PCM>VCEQ2·ICQ2=4.8mW
选用3DG系列小功率三极管,β2=80。
确定T2级基极电阻参数:
选取原则:
1.基极电压VB2越稳定,则电路的稳定性越好,需满足IR>>IB
2.IR不能过大,否则R6、R7的值太小。
会增加电源的消耗;使第二级的输入电阻降低,从而使第一级的放大倍数降低。
为了使VB2稳定同时第二级的输入电阻又不致太小,按下式选取IR的值:
IR=(5~10)IBQ硅管
IR=(10~15)IBQ锗管
本电路选用硅管,取IR=5IBQ
R7=?
R6=?
取标称值,R7=30KΩ,R9=68KΩ。
b)确定T1级的参数
T1级发射极、集电极电阻及静态工作点:
因为T1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,主要考虑如何减小噪声,三极管的噪声大小与工作点的选取有很大关系,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,一般对小信号的输入级都不详细计算,而是凭经验直接选取:
ICQ1=0.1~1mA硅管
ICQ1=0.1~2mA锗管
VE1=3V,VCEQ1=3V;ICQ1=0.5mA
R3=?
取标称值:
R3=12KΩ,R4=56Ω,R5=5.6KΩ
T1级三极管参数:
BVCEO>12V,ICM>0.5mA,PCM>1.5mW
选用3DG—三极管可以满足要求。
确定T1级基极电阻参数:
取IR=10IBQ1,VE1=3V
取R1=130K,R2=56K
c)耦合电容和旁路电容的选取
下限频率fL决定耦合电容及旁路电容,电容的容量越大则放大器的低频响应越好。
工程计算中,常凭经验选取。
耦合电容:
2~10μF
发射极旁路电容:
150~200μF
d)反馈网络的计算
Rf=100R4-R4=5.5K
取Rf=5.6K,Cf=10μF
3).功放级参数确定
:
a)确定电源电压:
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