交流放大经典

实验七多级交流放大器的设计

一．实验目的

1．学习多级交流放大器的设计方法。

2．掌握多级交流放大器的安装、调试与测量方法

二．预习要求

1．根据教材中介绍的方法，设计一个满足指标要求的多级交流放大器，计算出多级交流放大器中各元件的参数，画出标有元件值的电路图。

2．预习多级交流放大器的调试与测量方法，制定出实验方案，选择实验用的仪器设备。

三．实验原理

当需要放大低频范围内的交流信号时，可用集成运算放大器组成具有深度负反馈的交流放大器。由于交流放大器的级与级之间可以采用电容耦合方式，所以不用考虑运算放大器的失调参数和漂移的影响。因此，用运算放大器设计的交流放大器具有组装简单、调试方便、工作稳定等优点。

如果需要组成具有较宽频带的交流放大器，应选择宽带集成放大器，并使其处于深度负反馈。若要得到较高增益的宽带交流放大器，可用两个或两个以上的单级交流放大器级联组成。

在设计小信号多级宽带交流放大器时，输入到前级运算放大器的信号幅值较小，为了减小动态误差，应选择宽带运算放大器，并使它处于深度负反馈。由于运放的增益带宽积是一个常数，因此，加大负反馈深度，可以降低电压放大倍数，从而达到扩展频带宽度的目的。由于输入到后级运放的信号幅度较大，因此，后级运放在大信号的条件下工作，这时，影响误差的主要因素是运放的转换速率，运放的转换速率越大，误差越小。

四．设计方法与设计举例

1．设计方法与步骤：

169

170 （1）确定放大器的级数n

根据多级放大器的电压放大倍数A u Σ和所选用的每级放大器的放大倍数A ui ，确定多级 放大器的级数n 。

（2）选择电路形式

（3）选择集成运算放大器

先初步选择一种类型的运放，然后根据所选运放的单位增益带宽BW ，计算出每级放大 器的带宽。 ui

Hi A BW f = （1） 并按（2）式算出。 121

'

-=n

Hi Hi f f （2） 多级放大器的总带宽H f 必须满足： 'Hi H f f ≤ （3）

若'Hi H f f >，就不能满足技术指标提出的带宽要求，此时可再选择增益带宽积更高的

运放。一直到多级放大器的总带宽H f 满足（3）式为止。

当所选择的运放满足带宽要求后，对末级放大器所选用的运放，其转换速率R S 必须满足： om R U f S ?≥max 2π （4）

否则会使输出波形严重失真。

（4）选择供电方式

在交流放大器中的运放可以采用单电源供电或正负双电源供电方式。单电源供电与正 负双电源供电的区别是：单电源供电的电位参考点为负电源端（此时负电源端接地）。而正负双电源供电的参考电位是总电源的中间值（当正负电源的电压值相等时，参考电位为零）。

（5）计算各电阻值

根据交流放大器的输入电阻和对第一级电压放大倍数的要求，先确定出第一级的输入 电阻和负反馈支路的电阻，然后再根据第二级电压放大倍数的要求，确定出第二级的输入电阻和负反馈支路的电阻。按此顺序，逐渐地把每级的电阻值确定下来。

（6）计算耦合电容

当信号源的内阻和运放的输出电阻被忽略时，信号源与输入级之间、级与级之间的耦 合电容可按下式计算。 i

L R f C π2)10~1(= （5） 上式中，i R 是耦合电容C 所在级的输入电阻。类似地输出电容可按下式计算。 L

L R f C π2)10~1(=

（6） 2．设计举例

171

要求设计一个交流放大器，性能指标为：

中频电压放大倍数：1000=u A

输入电阻： Ω=k R i 20

通频带：L H f f f -=?，其中 Hz f L 20≤，kHz f H 10≥

最大不失真输出电压：V U om 5=

已知负载电阻：Ω=k R L 2

设计步骤：

（1） 确定放大器的级数n

由于所要求的电压放大倍数A u =1000，同相放大器的电压放大倍数在1~100之间，反相 放大器的电压放大倍数在0.1~100之间，因此采用两级就可以满足设计要求。在本例中放大器的级数选用两级。

（2） 选择电路形式

由于同相放大器的输入电阻比较高，在不接同相端平衡电阻R P 时，同相放大器的输入 电阻在10M Ω~100M Ω之间，接了同相端平衡电阻R P 后，输入电阻主要由R P 的值决定。反相放大器的输入电阻R i =R 1，R 1的取值一般在1k Ω~1M Ω之间，对于所设计的交流放大器，要求输入电阻R i =20k Ω，因此输入级无论采用同相放大器还是反相放大器都能满足要求。 由于交流放大器所要求的最大不失真输出电压U om =5V ，因此最大不失真输出电流： mA A R U I L om om 5.2105.210

2533=?=?==- 对于普通运放，其输出电流一般都在几毫安与十几毫安之间，因此无须采用扩流方式。

根据以上分析，采用图1所

f1 f2

示两极交流放大电路。在图1的交流放大电路中，第一级采用同相放大器，选择其电压放大倍数A u1=10第二级采用反相放大器，选择其

电压放大倍数A u2=100。此时，第 图1 两级交流放大电路

一级运放工作在小信号情况下，第二级运放工作在大信号的情况下。

（3）选择集成运算放大器

第一级交流放大器中，101=u A ，若该级运放选择741A μ，由于其单位增益带宽MHz BW 1=，因此第一级交流放大器的带宽1H f 为：

172

kHz A BW f u H 1001010

105611==== Hz f f n H H 32131

1'

1104.64121010012?=-??=-=

因此H H f f >'1kHz 10≥，故第一级交流放大器采用741A μ型运放，可满足设计要求。 第二级交流放大器中，1002=u A ，若该级运放也选择741A μ，则该级放大器的带宽为：

kHz A BW f u H 1010100

104622==== Hz f f n H H 32131

2'21044.612101012?=-??=-=

因此H H f f <'2（其中kHz f H 10≥），若第二级交流放大器采用741A μ，就不能满足设计要求。

若选用LF347（或774A μ），由于LF347的单位增益带宽为4MHz ，转换速率us V S R 13=。

因此第二级的带宽为： kHz A BW f u H 401041001044622

=?=?== Hz f f H H 321321

2'2107.2512104012?=-??=-=

因此H H f f >'

2，能满足设计的指标要求。

由于第二级运算放大器工作在大信号情况下，因此选择运放时，除了要考虑集成运放的增益带宽积外，还要考虑运放的转换速率R S ，要求所选运放的转换速率R S 满足： om R U f S ?≥max 2π

将V U om 5=，kHz f 10max =代入上式，可求得s V S R μ314

.0≥，对于LF347集成运放，其转换速率us V us V

S R 314.013>=，因此满足设计要求。 （4）选择供电方式

在本设计课题中采用正负双电源供电方式。

（5）计算电阻值

根据性能指标要求，输入电阻Ω=k R i 20，第一级放大器的输入电阻1p R 既是平衡电 阻，也是整个放大器的输入电阻，因此取Ω==k R R i p 201，由 111//R R R f p = 和101111=+=R R A f u ，可得：Ω=k R 221,Ω=k R f 2001.

173 对于第二级放大器，10022

2-=-=R R A f u ，取Ω=k R 102，则Ω=M R f 12，

Ω==k R R R f p 10//222，Ω==k R R i 1022。

（6）计算耦合电容

对于交流同相放大器，耦合电容：

F R f C i L 63110)98.3~398.0(10

20202)10~1(2)10~1(-?=???==ππ 取标称值，得：C 1=1μF

第一级放大器与第二级放大器之间的耦合电容：

F R f C i L 632210)96.7~796.0(10

10202)10~1(2)10~1(-?=???==ππ 其中，R i2=R 2=10k Ω，电容取标称值，得：C 2=1μF

第二级放大器输出端的的耦合电容：

F R f C L L 63310)8.39~98.3(10

2202)10~1(2)10~1(-?=???==ππ 取标称值，得：C 3=4.7μF

四.调试方法

1．按图2所示连接第一级交流放大器。 R f1

其中，R 2是第一级交流放大器的负载，也是

第二级交流放大器的输入电阻R i2，C 2是第一级交流放大器与第二级交流放大器之间的耦合电容。 2．从放大器的输入端输入频率为1kHz ，

幅度U im =5mV 的交流信号，用示波器在放大器 图2 第一级交流放大器

的输出端测出输出电压的幅值U o1m ，根据U im 图中：R P1=20k Ω，R 1=22k Ω，R f1=200k Ω， 与U o1m 算出该级电压放大倍数A u1。然后将输 C 1=1μF ，C 2=1μF ，R 2=10k Ω 入信号的频率改为20Hz ，输入信号的幅度保持5mV 不变，测出对应的输出电压U ′o1m ，若U ′

o1m =0.707 U o1m ， 说明已达到指标要求，若U ′o1m < 0.707 U o1m ，说明C 1、C 2的值取得太小，此时应先加大C 1 的值，同时观察对应的输出电压U ′o1m ，然后再改变C 2 的值，一直调节到 U ′o1m =0.707 U o1m 为止；若U ′o1m >0.707 U o1m ，说明C 1、C 2的值取得太大，此时应先减小C 1的值，

174

同时观察对应的输出电压U ′o1m ，然后再改变C 2的值，一直调节到U ′

o1m =0.707 U o1m 。此时第一级放大器就已经调试好了，接着就可以调试第二级放大器。

3．按图3所示连接第二级放大器，在第二 R f2

级交流放大器的输入端输入频率为1kHz ，幅度

U im =50mV 的交流信号，用示波器在放大器的输出端测出输出电压的幅值U o2m ，根据U im 与U 算出该级电压放大倍数A u2。然后将输入信号的频率改为20Hz ，输入信号的幅度保持不变，测

出对应的输出电压U ′o2m ，若U ′o2m =0.707 U o2m ， 图3 第二级交流放大器 说明已达到指标要求，若U ′o2m < 0.707 U o2m ， 图中：C 2取第一级交流放大器调试后的值， 说明C 2、C 3的值取得太小，此时应先加大C 2 R P2=9.1k Ω,R f2=1M Ω，C 3=4.7μF,R L =2k Ω 的值，同时观察对应的输出电压U ′o2m ，然后再改变C 3的值，一直调节到U ′o2m =0.707U o2m 为止；若U ′o2m >0.707U o2m ，说明C 2、C 3的值取得太大，此时应先减小C 2的值，同时观察对应的输出电压U ′o2m ，然后再改变C 3的值，一直调节到U ′o2m =0.707 U o2m 。此时第二级放大器就已经调试好了。接着就可以将两级放大器连接起来调试。

4．按图1所示连接两级交流放大器（图中的元件值取：R P1=20k Ω，R 1=22k Ω，R f1=200k Ω，R 2=10k Ω，R P2=10k Ω，R f2=1M Ω，R L =2k Ω，C 1、C 2，C 3取前面调试后的值）

从放大器的输入端输入频率为1kHz ，幅度U im =5mV 的交流信号，用示波器在放大器的输出端测量输出电压的幅值U om ，根据U im 与U om 算出总的电压放大倍数A u Σ。然后将输入信号的频率改为20Hz ，保持输入信号的幅度不变，测出对应的输出电压U ′om ，若U ′om =0.707 U om ，说明已达到指标要求，若U ′om < 0.707 U om ，可适当加大C 1的值，同时观察对应的输出电压U ′om ，然后再改变C 2与C 3的值，一直调节到U ′om =0.707 U om 时为止；若U ′om >0.707 U om ，可适当减小C 1的值，同时观察对应的输出电压U ′om ，然后再改变C 2与C 3的值，一直调节到U ′om =0.707 U om 。此时两级放大器就已经调试好了。接着可以进行其它性能的测试。

五．实验内容

1．设计一个交流放大器，性能指标为：

中频电压放大倍数：1000=u A

输入电阻： Ω=k R i 20

通频带： L H f f f -=?，其中Hz f L 20≤，kHz f H 20≥

最大不失真输出电压：V U om 5=

175 已知负载电阻：Ω=k R L 3

2．按照教材中所介绍的方法，设计出满足以上性能指标的交流放大器，计算出交流放大器中各元件的参数，安装和调试电路。

3．电路正常工作后，测出交流放大器的性能参数：中频电压放大倍数A u 、输入 电阻R i 、输出电阻R o 、交流放大器的下限频率f L 和上限频率f H 。

六．实验报告要求

1．列出设计题目和技术指标要求。

2．列出设计步骤和电路中各参数的计算结果。

3．画出标有元件值的电路图。

4．列出性能指标的测试过程

5．整理实验数据，并与理论值进行比较。

OPA2340 3个，CD4052 4个，LM317 8个，AD633j 1个，OP07 20个，1n4001 100个，16p 一管，，8p 一管 OPA376 5个，OPA2320 2个 ，LM358 7个

(完整版)基本放大电路计算题,考点汇总

第6章-基本放大电路-填空题： 1．射极输出器的主要特点是电压放大倍数小于而接近于1，输入电阻高、输出电阻低。 2．三极管的偏置情况为发射结正向偏置，集电结正向偏置时，三极管处于饱和状态。 3．射极输出器可以用作多级放大器的输入级，是因为射极输出器的。（输入电阻高）4．射极输出器可以用作多级放大器的输出级，是因为射极输出器的。（输出电阻低）5．常用的静态工作点稳定的电路为分压式偏置放大电路。 6．为使电压放大电路中的三极管能正常工作，必须选择合适的。（静态工作点） 7．三极管放大电路静态分析就是要计算静态工作点，即计算、、三个值。（I B、I C、U CE）8．共集放大电路（射极输出器）的极是输入、输出回路公共端。（集电极） 9．共集放大电路（射极输出器）是因为信号从极输出而得名。（发射极） 10．射极输出器又称为电压跟随器，是因为其电压放大倍数。（电压放大倍数接近于1）11．画放大电路的直流通路时，电路中的电容应。（断开） 12．画放大电路的交流通路时，电路中的电容应。（短路） 13．若静态工作点选得过高，容易产生失真。（饱和） 14．若静态工作点选得过低，容易产生失真。（截止） 15．放大电路有交流信号时的状态称为。（动态） 16．当时，放大电路的工作状态称为静态。（输入信号为零） 17．当时，放大电路的工作状态称为动态。（输入信号不为零） 18．放大电路的静态分析方法有、。（估算法、图解法） 19．放大电路的动态分析方法有微变等效电路法、图解法。 20．放大电路输出信号的能量来自。（直流电源） 二、计算题： 1、共射放大电路中，U CC=12V，三极管的电流放大系数β=40，r be=1KΩ，R B=300KΩ，R C=4KΩ，R L=4K Ω。求（1）接入负载电阻R L前、后的电压放大倍数；（2）输入电阻r i输出电阻r o 解：（1）接入负载电阻R L前： A u= -βR C/r be= -40×4/1= -160 接入负载电阻R L后： A u= -β(R C// R L) /r be= -40×(4//4)/1= -80 （2）输入电阻r i= r be=1KΩ 输出电阻r o = R C=4KΩ 2、在共发射极基本交流放大电路中，已知U CC = 12V，R C = 4 kΩ，R L = 4 kΩ，R B = 300 kΩ，r be=1K Ω，β=37.5 试求： （1）放大电路的静态值 （2）试求电压放大倍数A u。

微弱信号检测放大的原理及应用

《微弱信号检测与放大》 摘要：微弱信号常常被混杂在大量的噪音中 ,改善信噪比就是对其检测的目的，从而恢复信号的幅度。因为信号具备周期性、相关性,而噪声具有随机性，所以采用相关检测技术时可以把信号中的噪声给排除掉。在微弱信号检测程中，一般是通过一定的传感器将许多非电量的微小变化变换成电信号来进行放大再显示和记录的。由于这些微小变化通过传感器转变成的电信号也十分微弱，可能是VV甚至V或更少。对于这些弱信号的检测时，噪声是其主要干扰，它无处不在。微弱信号检测的目的是利用电子学的、信息论的和物理学的方法分析噪声的原因及其统计规律研究被检测量信号的特点及其相干性利用现代电子技术实现理论方法过程，从而将混杂在背景噪音中的信号检测出来。 关键词：微弱信号；检测；放大；噪声 1前言 测量技术中的一个综合性的技术分支就是微弱信号检测放大，它利用电子学、信息论和物理学的方法，分析噪声产生的原因和规律，研究被测信号的特征和相关性，检出并恢复被背景噪声掩盖的微弱信号。这门技术研究的重点是如何从强噪声中提取有用信号，从而探索采用新技术和新方法来提高检测输出信号的信噪比。 微弱信号检测放大目前在理论方面重点研究的内容有： a.噪声理论和模型及噪声的克服途径； b.应用功率谱方法解决单次信号的捕获； c.少量积累平均，极大改善信噪比的方法； d.快速瞬变的处理； e.对低占空比信号的再现； f.测量时间减少及随机信号的平均； g.改善传感器的噪声特性； h.模拟锁相量化与数字平均技术结合。 2.微弱信号检测放大的原理 微弱信号检测技术就是研究噪声与信号的不同特性，根据噪声与信号的这些特性来拟定检测方法，达到从噪声中检测信号的目的。微弱信号检测放大的关键在于抑制噪声恢复、增强和提取有用信号即提高其信噪改善比SNIR 。根据下式信噪改善比（SNIR）定义

放大电路计算题3-2

放大电路计算题练习题3 一、计算分析题(每题1分) U=0.7V，1.图示硅三极管放大电路中，V CC=30V，R C=10k?，R E=2.4 k?，R B=1M?，β=80， BEQ r，各电容对交流的容抗近似为零，试：（1）求静态工作点参数I BQ、I CQ、U CEQ。 =200 Ω ' bb （2）若输入幅度为0.1V的正弦波，求输出电压u o1、u o2的幅值，并指出u o1、u o2与u i的相位关系；（3）求输入电阻R i和输出电阻R o1、R o2。 图号3226 2.差分放大电路如图所示，已知V CC =V EE =10V，R C =7.5kΩ，R L =10kΩ，R1 =8.2kΩ，R2 =1.1kΩ，R3 =820Ω，三极管的β=100，r bb’=200Ω，U BEQ=0.7V，试求：（1）V1、V2管的静态工作点参数I CQ、U CQ；（2）差模电压放大倍数A ud=u od/(u i1- u i2)、差模输入电阻R id和输出电阻R o。 3.差分放大电路如图所示，已知V CC=V EE =6V，R C=3kΩ，I0= 2mA，三极管的β=50，r bb′=200Ω，U BEQ=0.7V，试求：（1）各管静态工作点（I BQ、I CQ、U CEQ）；（2）差模电压放大倍数A ud=u od/u id、差模输入电阻R id和输出电阻R o。

4. 差分放大电路如图所示，已知三极管的β=80，r bb’=200Ω，U BEQ =0.7V ，试求：（1）V1、V2管的静态工作点参数I CQ 、U CQ ；（2）差模电压放大倍数A ud 、差模输入电阻R id 和输出电阻R o 。 5. 差分放大电路如图所示，已知三极管的β=80，r bb ′=200Ω，U BEQ =0.7V ，试：（1）求I CQ1、U CQ1和I CQ2、U CQ2 ；（2）画出该电路的差模交流通路；（3）求差模电压放大倍数A ud =u od /u id 、差模输入电阻R id 和输出电阻R o 。 6. 放大电路如下图所示，试： （1）画出电路的直流通路，分析两级电路之间静态工作点是否相互影响。 （2）分析各级电路的组态和级间电路的耦合方式。 （3）若R E 开路会对电路造成什么影响？若R 1短路呢？

弱信号放大电路的仿真测试

弱信号放大电路的仿真测试 不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海 1 引言运算放大器（op-amp）简称运放，因最初主要用于模拟量的数学运算而得名。它是一个高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的直接耦合多级放大电路，也是最基本、最具代表性、应用最广泛的一种模拟集成电路。在工业自动化控制、过程控制中，运放常被用于放大来自传感器的低电平信号，这就要求用作前置放大器的集成运放具有高的输入阻抗，低的输出阻抗，低失调电压和温度漂移以及精密的反馈特性和高的共模抑制比能力，否则造成的漂移问题将使系统无法正常工作，ICL7650正是为适应上述要求而研制成功的。介绍了ICL7650斩波集成运放的性能，并采用该器件设计了一个弱信号的前置放大电路，通过multisim 8软件进行仿真和测试，其增益、幅频特性、信噪比等性能指标都能达到设计的要求。该电路结构简单，对直流、低频微弱电信号放大具有一定的参考使用价值。 2 ICL7650性能介绍斩波器稳定型运算放大器ICL7650芯片是Intersil公司的第四代运算放大器，性能极为优越稳定，因而在精密仪表、微弱信号的检测及过程控制系统中作为前置放大器应用很广。ICL7650主要有如下几个特点：1）极低的输入失调电压：整个工作温度范围（约100℃）内只有±1μV ；输入偏置电流低：15pA （典型值）；2）失调电压的温漂和长时间漂移极低：分别为0.01 t，v/℃和100 nV /Month；3）极高的开环增益，CM RR，PSRR均≥130dB，较高的转换速率：SR = 0. 5 V/μs ；4）单位增益带宽BWG=2 MHz，并具有内部补偿，相位裕度≥80；5）内部有箝位电路，能减少过载时的恢复时间；在输入端、输出端只有极微小的斩波尖峰泄漏。 3 用ICL7650设计弱信号的前置放大电路根据上述分析，结合仪用放大器的原理，实际电路设计如图1所示： 图1 放大电路原理图，R0为ICL 7650输入限流保护电阻 在ICL7650的外围电路中，电源电压输入端和地之间接入一个0.1μF（104）的电容，用来滤除电源带来的干扰。采样电容C2、C3在动态校零中起关键作用，直接影响到运放自动稳零的精度，故选用高阻抗、瓷介质、聚本乙烯材料的优质电容，其值可取0.1μF.R3与C6组成滤波网络，用来滤去ICL7650模拟开关换向所带来的斩波尖峰噪声，减小输出电压中的过冲。该电路第一级是两个对称的ICL7650集成运放，有很高的输入阻抗和共模抑制比，而且变双端输入为单端输出。由于整个电路的失调电压及漂移与第一级有密切关系，因此A1、A2选用了具有超低失调电压和超低漂移的ICL7650集成运放。ICL7650作为高精度、低漂移放大器，其输入一般只有几百微伏甚至几十微伏电压就能正常工作。

第5章运算放大电路答案

习题答案 5.1 在题图5.1所示的电路中，已知晶体管V 1、V 2的特性相同，V U on BE 7.0,20)(==β。求 1CQ I 、1CEQ U 、2CQ I 和2CEQ U 。 解：由图5.1可知： BQ CQ BQ )on (BE CC I I R R I U U 213 1 1+=--即 11CQ11.01.4 2.7k 20I -7V .0-V 10CQ CQ I I k +=Ω Ω ? 由上式可解得1CQ I mA 2≈ 2CQ I mA I CQ 21== 而 1CEQ U =0.98V 4.1V 0.2)(2-V 1031=?+=+-R )I I (U BQ CQ CC 2CEQ U =5V 2.5V 2-V 1042=?=-R I U CQ CC 5.2 电路如题图5.2所示，试求各支路电流值。设各晶体管701.U ,)on (BE =>>βV 。 U CC (10V) V 1 R 3 题图5.1

解：图5.2是具有基极补偿的多电流源电路。先求参考电流R I ， ()815 17 0266..I R =+?---=（mA ） 则 8.15==R I I （mA ） 9.0105 3== R I I （mA ） 5.425 4==R I I （mA ） 5.3 差放电路如题图5.3所示。设各管特性一致，V U on BE 7.0)(=。试问当R 为何值时，可满足图中所要求的电流关系？ 解： 53010 7 0643..I I C C =-==（mA ） 则 I 56V 题图 5.2 R U o 题图5.3

2702 1 476521.I I I I I I C C C C C C == ==== mA 即 2707 065.R .I C =-= （mA ） 所以 61927 07 06...R =-= （k Ω） 5.4 对称差动放大电路如题图5.1所示。已知晶体管1T 和2T 的50=β，并设 U BE (on )=0.7V,r bb ’=0,r ce =。 (1)求V 1和V 2的静态集电极电流I CQ 、U CQ 和晶体管的输入电阻r b’e 。 (2)求双端输出时的差模电压增益A ud ，差模输入电阻R id 和差模输出电阻R od 。 (3)若R L 接V 2集电极的一端改接地时，求差模电压增益A ud (单),共模电压增益A uc 和共模抑制比K CMR ,任一输入端输入的共模输入电阻R ic ,任一输出端呈现的共模输出电阻R oc 。 (4) 确定电路最大输入共模电压围。 解:(1)因为电路对称，所以 mA ...R R .U I I I B E EE EE Q C Q C 52050 21527 062270221=+?-=+?-== = + V 1 V 2 + U CC u i1 u i2R C 5.1k ΩR L U o 5.1kΩ R C 5.1k Ω R E 5.1k Ω -6V R B 2k Ω 题图5.1 R B 2k Ω + － R L /2 + 2U od /2 + U id /2 R C R B V 1 (b) + U ic R C R B V 1 (c) 2R EE + U

共射-共集组合放大器

组号：X 电子线路CAD短学期 设计报告 姓名： XXX 学号： XXXXXXXX 专业： XXXXXX 班级： XXXXXX 题目：共射——共集组合放大器 指导老师： XXX

电子线路CAD短学期设计报告——共射—共集组合放大器 一、仿真软件Pspics（OrCad Capture CIS）介绍 1、Pspics Pspice是Spice家族的一员，主要算法与Spice2相同，它是由美国MicroSim公司在Spice2G版本的基础上升级并用于PC上的Spice版本，其中，采用自用格式语言的spice5.0版本自20世纪80年代以来在我国得到了广泛的应用，并且从Pspice6.0版本开始引入图形界面。1998年，著名的EDA商业软件开发商OrCAD公司于MicroSim公司开始合并，自此MicroSim公司的Pspice产品正式并入OrCAD公司的商业EDA系统中。 2、Pspice的仿真步骤： A、设计电路的结构，设置元器件参数。 B、确定分析类型。 C、执行Pspice仿真程序。 D、对已建立的电路原理图进行电路规则检查，产生数据文件，确定修改后进行仿真分析，并显示分 析结果。 E、输出并观察仿真运行结果。 二、实验要求 三、电路设计过程 1、选择元器件

从库中选取三极管，电阻，电容，直流电源等元件。 2、设计电路图 按照设计要求设计电路图如下（电路中的具体元器件参数待定） 3、电路参数设计 根据直流偏置点，选择R1=R6=97 kΩ R5=R4=43 kΩ 共射放大电路 Av=?gm/((Ro‖Rc‖RL)) 以及共集发达电路Av=(ro‖RL)/([(ro‖RL)+re]) 所以R2=4.1kΩ，R3=2.4kΩ，R7=2.3kΩ，R8=1kΩ，C2=70uF 直流工作电压V1=15V，所以R10=4.7kΩ 根据参数画出电路图如下： 四、电路仿真

晶体管放大电路分析及计算

晶体管放大电路分析及计算 一、共发射极放大电路 （一）电路的组成：电源VCC通过RB1、RB2、RC、RE使晶体三极管获得合适的偏置，为三极管的放大作用提供必要的条件，RB1、RB2称为基极偏置电阻，RE称为发射极电阻，RC称为集电极负载电阻，利用RC的降压作用，将三极管集电极电流的变化转换成集电极电压的变化，从而实现信号的电压放大。与RE并联的电容CE，称为发射极旁路电容，用以短路交流，使RE对放大电路的电压放大倍数不产生影响，故要求它对信号频率的容抗越小越好，因此，在低频放大电路中CE通常也采用电解电容器。 V cc(直流电源): 使发射结正偏，集电结反偏；向负载和各元件提供功率 C1、C2(耦合电容): 隔直流、通交流； R B1、R B2(基极偏置电阻)：提供合适的基极电流 R C(集极负载电阻)：将D IC? D UC，使电流放大? 电压放大 R E(发射极电阻)：稳定静态工作点“Q ” C E(发射极旁路电容)：短路交流，消除R E对电压放大倍数的影响 （二）直流分析：开放大电路中的所有电容，即得到直流通路，如下图所示，此电路又称为分压偏置式工作点稳定直电流通路。电路工作要求：I1 3(5~10)IBQ，UBQ3 (5 ~ 10)UBEQ 838电子 求静态工作点Q： 方法1.估算 工作点Q不稳定的主要原因：Vcc波动，三极管老化，温度变化稳定Q点的原理： 方法2.利用戴维宁定理求IBQ

（三）性能指标分析 将放大电路中的C1、C2、CE短路，电源Vcc短路，得到交流通路，然后将三极管用H参数小信号电路模型代入，便得到放大电路小信号电路模型如下图所示。 1.电压放大倍数 2.输入电阻计算

三极管放大电路设计,参数计算及静态工作点设置方法

三极管放大电路设计,参数计算及静态工作点设置方法 说一下掌握三极管放大电路计算的一些技巧 放大电路的核心元件是三极管,所以要对三极管要有一定的了解。用三极管构成的放大电路的种类较多,我们用常用的几种来解说一下(如图1)。图1是一共射的基本放大电路,一般我们对放大路要掌握些什么内容? (1)分析电路中各元件的作用; (2)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。 以上四项中,最后一项较为重要。 图1中,C1,C2为耦合电容,耦合就是起信号的传递作用,电容器能将信号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因,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。但有一点要说明的是,电容两端的电压不能突变,但不是不能变。 R1、R2为三极管V1的直流偏置电阻,什么叫直流偏置?简单来说,做工要吃饭。要求三极管工作,必先要提供一定的工作条件,电子元件一定是要求有电能供应的了,否则就不叫电路了。 在电路的工作要求中,第一条件是要求要稳定,所以,电源一定要是直流电源,所以叫直流偏置。为什么是通过电阻来供电?电阻就象是供水系统中的水龙头,用调节电流大小的。所以,三极管的三种工作状态“:载止、饱和、放大”就由直流偏置决定,在图1中,也就是由R1、R2来决定了。首先,我们要知道如何判别三极管的三种工作状态,简单来说,判别工作于何种工作状态可以根据Uce的大小来判别,Uce接近于电源电压VCC,则三极管就工作于载止状态,载止状态就是说三极管基本上不工作,Ic电流较小(大约为零),所以R2由于没有电流流过,电压接近0V,所以Uce就接近于电源电压VCC。

基于相关检测的微弱信号放大电路设计

基于相关检测的锁定放大器的设计 颜涛（509100318）吴明赞 （南京理工大学江苏南京 210094） 摘要：相干检测技术是利用参考信号与有用信号具有相关性，而与噪声互不相关的性质，从而通过互相关系运算来削弱噪声，达到提高信噪比的1种微弱信息检测技术。相干检测技术是众多微弱信号检测技术中能够使信噪比改善最大，恢复信号原形的最佳技术。 关键词：微弱信号，相干检测，锁定放大 Correlation-based detection of the design of lock-in amplifier Yan Tao Wu Mingzan (School of Automation,NUST,Nanjing210094,China) Abstract:The coherent detection technology is the use of the reference signal and the useful signal has correlation with the nature of the noise unrelated to the relationship among the operations to weaken through the noise, to improve the signal to noise ratio of 1 kinds of weak information detection technology. Coherent detection technology is the large number of weak signal detection technology that can make the greatest signal to noise ratio to improve and restore the signal prototype of the best technology. Key words: weak signal, coherent detection, Lock-in Amplifier 1 引言 微弱信号是指深埋在背景噪声中的极其微弱的有用信号。随着科学技术的不断发展，被噪声掩盖的各种微弱信号的检测(如、弱光、微温差、微振动、弱磁、微电流等)愈来愈受到人们的重视。而对于众多的微弱量一般都通过各种传感器、放大器作非电量转换的，使检测对象变换成可测的电量。但微弱检测本身的涨落，以及传感器的优劣与检测系统的噪声影响，从而影响总的检测效果。目前，相干检测技术是使信噪比改善最大，恢复信号原形最佳的技术，同时也是众多检测技术中最成熟的技术。 锁相放大器是在50年代发展起来的相 敏检波器的基础上发展起来的新型微弱光 电信号检测仪器，它用于测量深埋在噪声或直流漂移中极其微弱的光电信号，在科学研究和工业生产中得到越来越广泛的应用。本文在分析锁相放大器的电路构成、工作原理和设计要求的基础上，本着精确、实用、稳定、节约开支的原则，提出锁相放大器各部分的设计思路，并由此研制了一款便于自制的锁相放大器。 2 锁定放大原理 锁相放大器采用的是外差式振荡技术，它把被测量的信号通过频率变换的方式转变成为直流。即利用锁相放大器中的信号相关原理，对两个混有噪声的周期信号进行相乘和积分处理后,将信号从噪声中检测出来，并达到通过互相关运算削弱噪声影响的目的。设是伴有噪声的周期信号,即: X(t)= S(t)+N ( t) =sin()() A wt N t +?+ 其中，N(t)为随机噪声， S(t)为有用信号，A为其幅值，角频率为ω，初相角为φ。 参考正弦信号为: Y ( t) = sin()() B wt M t +τ+ 其中，B 为其幅值，τ是时间位移，() M t为

如何实现微弱信号放大

一、如何实现微弱信号放大？ 传感器+运算放大器+ADC+处理器是运算放大器的典型应用电路，在这种应用中，一个典型的问题是传感器提供的电流非常低，在这种情况下，如何完成信号放大？张世龙指出，对于微弱信号的放大，只用单个放大器难以达到好的效果，必须使用一些较特别的方法和传感器激励手段，而使用同步检测电路结构可以得到非常好的测量效果。这种同步检测电路类似于锁相放大器结构，包括传感器的方波激励，电流转电压放大器，和同步解调三部分。他表示，需要注意的是电流转电压放大器需选用输入偏置电流极低的运放。另外同步解调需选用双路的SPDT模拟开关。 另有工程师朋友建议，在运放、电容、电阻的选择和布板时，要特别注意选择高阻抗、低噪声运算和低噪声电阻。有网友对这类问题的解决也进行了补充，如网友“1sword”建议： 1)电路设计时注意平衡的处理，尽量平衡，对于抑制干扰有效，这些在美国国家半导体、BB(已被TI收购)、ADI等公司关于运放的设计手册中均可以查到。 2)推荐加金属屏蔽罩，将微弱信号部分罩起来(开个小模具)，金属体接电路地，可以大大改善电路抗干扰能力。 3)对于传感器输出的nA级，选择输入电流pA级的运放即可。如果对速度没有多大的要求，运放也不贵。仪表放大器当然最好了，就是成本高些。 4)若选用非仪表运放，反馈电阻就不要太大了，M欧级好一些。否则对电阻要求比较高。后级再进行2级放大，中间加入简单的高通电路，抑制50Hz干扰。 二、运算放大器的偏置设置 在双电源运放在接成单电源电路时，工程师朋友在偏置电压的设置方面会遇到一些两难选择，比如作为偏置的直流电压是用电阻分压好还是接参考电压源好？有的网友建议用参考电压源，理由是精度高，此外还能提供较低的交流旁路，有的网友建议用电阻，理由是成本低而且方便，对此，张世龙没有特别指出用何

基本放大电路计算 30

计算题（每小题10分） 1、(10分)共射放大电路中，U CC =12V ，三极管的电流放大系数β=40，r be =1K Ω，R B =300K Ω，R C =4K Ω，R L =4K Ω。求（1）接入负载电阻R L 前、后的电压放大倍数；（2）输入电阻r i 输出电阻r o 解：（1）接入负载电阻R L 前： A u = -βR C /r be = -40×4/1= -160 (3分) 接入负载电阻R L 后： A u = -β(R C // R L ) /r be = -40×(4//4)/1= -80 (3分) （2）输入电阻r i = r be =1K Ω (2分) 输出电阻r o = R C =4K Ω(2分) 2、(10分)在共发射极基本交流放大电路中，已知 U CC = 12V ，R C = 4 k Ω，R L = 4 k Ω，R B = 300 k Ω，β=37.5 试求： （1）.放大电路的静态值(6分); （2）试求电压放大倍数 Au ，(4分)。 解:（1） (2分) (2分) (2分) （2） A 04.0A 1030012 3 B C C B m R U I =?=≈ m A 5.1m A 04.05.37B C =?=≈I I βV 6V )5.1412(C C CC CE =?-=-=I R U U Ω Ωk 867.0)mA (5.1) mV (26)15.37()(200be =++≈r Ωk 2//L C L =='R R R

(2分) (2分) 3、(10分 ).在图示电路中，已知晶体管的β＝80，r b e ＝1k Ω，U i ＝20mV ；静态时 U B E Q ＝0.7V ，U C E Q ＝4V ，I B Q ＝20μA 。 求（1）电压放大倍数 (3分 ) （2）输入电阻 (2分 ) （3）输出电阻 (2分 ) （4）U S (3分 ) 解：（1）2001 5.280)//(-=?-=-=be L C u r R R A β& (3分 ) （2） Ω=≈=k 1//i be be B r r R R (2分 ) （3）Ω=≈k 5o C R R (2分 ) （4）mV R R R U U i S i i 60)12(1 20)(s =+?=+= (3分 ) 4.（10分）在图示电路中， 已知V C C ＝12V ，晶体管的β＝100，' b R ＝ 100k Ω。求 （1）当i U &＝0V 时，测得U B E Q ＝0.7V ，若要基极电流I B Q ＝20μA ， 则'b R 和R W 之和R b 等于多 5.86867 .025.37be L -=?-='-=r R A u β

放大电路计算题

放大电路计算题 练习题3 一、计算分析题(每题1分) 1. 图示硅三极管放大电路中，V CC =30V ，R C =10k?，R E = 2.4 k?，R B =1M?，β=80， BEQ U =0.7V Ω=200'bb r ，各电容对交流的容抗近似为零，试：（1）求静态工作点参数I BQ ，， I CQ 、U CEQ 。（2）若输入幅度为0.1V 的正弦波，求输出电压u o1、u o2的幅值，并指出u o1、u o2与u i 的相位关系；（3）求输入电阻R i 和输出电阻R o1、R o2。 图号3226 解:（1） A k k V V R R U V I E B BE CC BQ μβ5.244.28110007.030)1(=Ω ?+Ω-=++-= mA A I I BQ CQ 96.15.2480=?==μβ V k k mA V R R I V U E C CQ CC CEQ 7.5)4.210(96.130)(=Ω+Ω?-=+-≈ （2） Ω≈?+Ω=++=k mA mV I U r r E T bb be 3.196.12681200) 1(Q 'β 当从u o1输出时，放大电路为共射组态，故输出电压u o1与输入电压u i 反相，且 1.44.2813.11080)1(11-=Ω ?+ΩΩ ?-=++-== k k k R r R u u A E be C i o u ββ V V A U U u im om 41.01.41.011=?=?= [][]Ω≈Ω?+ΩΩ=++=k k k M R r R R E be B i 6414.2813.1//1)1(//β Ω=≈k R R C o 101 当从u o2输出时，放大电路为共集组态，故输出电压u o2与输入电压u i 同相，且 99.04.2813.14.281)1()1(122≈Ω ?+ΩΩ ?=+++== k k k R r R u u A E be E o u ββ 或 12≈u A V V A U U u im om 099.099.01.022=?=?=

高精度弱信号放大电路的设计6-26

高精度弱信号放大电路的设计 尤啟明，周俊，詹康，蔡桢荻，吴继新 （江汉大学物理与信息工程学院，湖北武汉430056） 摘要本文针对电阻应变式电子秤的设计，分析了如何设计高精度弱信号放大电路。从系统的整体性角度，介绍了 电子秤的设计，重点从信号产生、信号分析、信号处理和信号采集等过程，来完整地讲述高精度弱信号放大电路的设计 要领。实验结果表明：在电子秤称重范围内，测量重量小于50g，称重误差小于0.5g；重量在50g及以上，称重误差小 于1g；数据抖动现象不再明显。充分验证了此高精度弱信号放大电路设计方法的可靠性。 关键词弱信号；电子秤；信噪比；放大电路；低通滤波 Design of High Precision and Weak Signal Amplifier YOU Qiming,ZHOUJun, ZHAN Kang,CAI Zhendi,WUJixin (School of Physics & Information Engineering, Jianghan University, Wuhan 430056, China) Abstract Aiming at the design of resistance strain gauge electronic scale, this essay will analysis how to design a high precision and weak signal amplifier in detail. It introduces the entire system design of the electronic scale, and stresses on the processes of the signal generation, analyzing, processing and acquiring to present the techniques and skills of the circuit design thoroughly. The results of the experiment show that within the weighing range of the electronic scale, the weighing error is below 0.5g when weighing range is under 50g, while below 1g when above 50g, with no obvious unsteady data. It gives an evidence of the reliability for this high precision and weak signal amplifier. Key words weak signal; electronic scale;signal-to-noise ratio;amplifier;low-pass filter 1. 引言 随着科技的不断发展,被噪声掩盖的弱信号的检测(如弱光、微振动、弱磁、微电流等)愈来愈受到人们的重视[1]，高精度放大技术也日益重要。那么，如何设计高精度弱信号放大电路，本文从电子秤的制作出发，讲述高精度弱信号放大电路的设计过程。首先将微弱信号进行幅值放大到可检测范围，再进行硬件滤波，通过A/D采样电路进行数模转换，获得离散数字信号，最后通过软件滤波得到最终信号数据。 2.弱信号的形成 在提取弱信号之前，对微弱信号形成原理认识是很有必要的。通常获取微弱信号都是通过传感器，那么传感器的制作好坏，对信噪比大小就起决定性作用。例如应变式电子秤中应变片的粘贴、应变片本身质量、粘贴技术都对后期小信号处理有着直接的关系。 （1）选片：在使用电阻应变片之前，需要选择质量合格的电阻应变片，以平整、清洁、干燥、片内无气泡、锈斑、电阻值在规定范围内为标准。 （2）测点表面的处理：选取测试点，选择物体受力形变最大区域作为待测区，用锉刀或粗砂纸对所选器件测试点进行打磨，除去测试物表面防锈层、电镀层及油污，接着用细砂纸打磨成45°的交叉纹，之后

放大电路计算题

放大电路计算题 练习题 3 一、计算分析题(每题1分) 1. 图示硅三极管放大电路中，V CC =30V ，R C =10k ，R E = 2.4 k ，R B =1M ，β=80， BEQ U =0.7V Ω=200'bb r ，各电容对交流的容抗近似为零，试：（1）求静态工作点参数I BQ ，， I CQ 、U CEQ 。（2）若输入幅度为0.1V 的正弦波，求输出电压u o1、u o2的幅值，并指出u o1、u o2与u i 的相位关系； （3）求输入电阻R i 和输出电阻R o1、R o2。 解:（1） （2） Ω≈?+Ω=++=k mA mV I U r r E T bb be 3.196.12681200)1(Q 'β 当从u o1输出时，放大电路为共射组态，故输出电压u o1与输入电压u i 反相，且 当从u o2输出时，放大电路为共集组态，故输出电压u o2与输入电压u i 同相，且 99.04.2813.14.281)1()1(122≈Ω ?+ΩΩ?=+++==k k k R r R u u A E be E o u ββ 或 12≈u A 输入电阻不变，为164k 计算的最后结果数字：I CQ =1.96mA ， I BQ =24.5A ，U CEQ =5.7V ； U om1= 0.41V ，U om2= 0.099V ，R i = 164k ， R o1=10k ， R o2=16 2. 差分放大电路如图所示，已知V CC = V EE =10V ，R C =7.5k Ω，R L =10k ，R 1 =8.2k ，R 2 =1.1k ，R 3 =820，三极管的β=100，r bb’=200Ω，U BEQ =0.7V ，试求：（1）V1、V2管的静态工作点参数I CQ 、 U CQ ；（2）差模电压放大倍数A ud =u od /(u i1- u i2)、差模输入电阻R id 和输出电阻R o 。 解：（1） mA mA I R R I REF C 34.11 .12.87.0108201100323≈+-?≈≈ I CQ1= I CQ2=0.67mA U CQ1= U CQ2=V CC －I CQ1R C = 4.98V （2） Ω≈Ω?+Ω=k r be 12.467 .026101200 R id =8.24 k Ω R o =15 k Ω 计算的最后结果数字： I CQ1= I CQ2=0.67mA ， U CQ1= U CQ2=4.98V ； A ud = -72.8，R id =8.24k ，R o =15k 3. 差分放大电路如图所示，已知V CC =V EE =6V ，R C =3k Ω，I 0= 2mA ，三极管的β=50，r bb ′=200Ω， U BEQ =0.7V ，试求：（1）各管静态工作点（I BQ 、I CQ 、U CEQ ）；（2）差模电压放大倍数A ud =u od /u id 、 差模输入电阻R id 和输出电阻R o 。 解：（1） mA I I CQ CQ 1 21≈= A I I I CQ BQ BQ μβ201 21=≈= （2） Ω≈?++Ω=k mA mV r be 53.1126)051(200 计算的最后结果数字：I CQ 1= I CQ 2=1mA ，I BQ 1= I BQ 2=20μA ， U CEQ1 = U CEQ2 =3.7V ； A ud = -49，R id =3.06k ， R o =3k

基本放大电路例题

第2章基本放大电路例题解析 例2．1三极管组成电路如图2．2(a)～(f)所示，试判断这些电路能不能对输入的交流信号进行正常放大，并说明理由。 解：解此类题要注意以下问题： (1)判别三极管是否满足发射结正偏，集电结反偏的条件，具备合适的静态工作点。对NPN型晶体管构成的电路，集电极电源V CC的正极接集电极C，负极接“地”；对PNP型晶体管构成的电路，集电极电源V CC的负极接集电极C，正极接“地”。 (2)判断有无完善的直流通路。 (3)判断有无完善的交流通路。 (4)在前三步判断得到肯定的结果时，再根据电路给出的参数值计算、判断三极管是否工作在放大区。电路的分析如下：

图(a)电路由NPN管组成，静态情况下发射结无正向偏置，电路没有合适的静态工作点，不具备放大作用。 图(b)电路由NPN管组成，发射结满足正偏条件，但集电结不是反偏，也不具备合适的静态工作点，不能放大。 图(c)电路由NPN管组成，三极管的发射结、集电结满足正偏和反偏的条件，但发射结的偏置电源V BB将输入的交流信号旁路而不能进入三极管b，e间的输入回路，所以尽管电路具备合适的静态工作点，仍不能对交流信号进行正常的放大。 图(d)电路由PNP管组成，三极管发射结正偏，集电结反偏，交流信号能进入b，e间的 图2．2 输入回路，经放大后在输出端出现，放电路能进行正常的放大。 图(e)电路由PNP型管组成，三极管的发射结、集电结均满足放大的偏置条件，输入信号也能进入输入回路，但输出端无电阻R c，故输出交流信号将经电源V CC被地短路，因此电路也不能进行正常的放大。 图(f)电路由PNP管组成，三极管的偏置满足放大的条件，二极管VD为反向偏置，在电

弱信号放大电路的设计

弱信号放大电路的设计 依据仪表放大器的工作原理，利用德州仪器公司的TLC2652设计了一低频弱信号放大电路。通过Multisim软件仿真分析，该电路具有极高的输入电阻，极低的输出电阻，共模抑制能力很强，能放大频率在0～300 Hz内的微伏级信号，且该电路的工作稳定，失真度小。本文主要以直流与低频信号为研究对象设计一弱信号放大器，并进行仿真分析。1 集成运算放大器的选择随着集成工艺与电子技术的发展，集成运算放大器的性能越来越好。TLC2652是德州仪器公司使用先进的LinCMOS工艺生产的高精度斩波稳零运算放大器。斩波稳零的技术使TLC2652具有优异的直流特性，将失调电压及其漂移、共模电压、低频噪声、电源电压变化等对运算放大器的影响降低到了最小值，因此TLC2652非常适合用于微信号的放大。1．1 TLC2652的内部结构，TLC2652主要由5个功能模块构成： (1)主放大器(Main)：与一般的运算放大器不同，它有三个输入端。除引出芯片外部的同相和反相输入端外，其在芯片内部还有一个用于校零的同相输入端。 (2)校零放大器(Null)：它也有三个输入端，但与主放大器相反，在芯片内部的输入端是反相输入端。 (3)时钟和开关电路：内部时钟产生时钟信号，控制各开关按一定的时序闭合与断开。在14和20引脚的芯片中时钟信号还可从外部引入。 (4)补偿网络(Compensation-Basing Circuit)：它使电路在较宽的频带内有平坦的响应。在TLC2652中，电路的高频响应主要由主放大器决定。 (5)箝位电路(Clamp Circuit)：它实际上是一个当输出与电源电压相差接近1 V时动作的开关，把CLAMP与运放的反相输入端短接，则其引入的深度负反馈可使电路在过载时的增益大大下降以防止饱和。它可以加速电路在过载后的恢复。1．2 TLC2652的主要性能指标 (1)极低的输入失调电压：最大值1μv (2)极低的输入失调电压漂移：典型值0．003μV／℃ (3)低输入失调电流：最大值500pA(TA=-55℃～125℃) (4)开环电压增益：最小值135dB (5)共模抑制比：最小值120dB2 弱信号放大电路 TLC2652的典型电路，构成差分放大电路。如果R1=R2，R3=R4，则 u0=(ui1-ui2)(R2／R1) 这一电路提供了仪表放大器的功能，即放大差分信号的同时抑制共模信号，但是同相输入端与反相输入端阻抗相当低而且不相等。由图3容易得到同相输入端的阻抗为(R2+R4)，反相输入端的阻抗为R1。另外，这一电路要求电阻对R1／R2和R3／R4的比值匹配得非常精密，否则，每个输入端的增益会有所差异，这将直接影响电路的CMR。现根据仪表放大器的工作原理设计一个高精度高稳定性的放大器。2．1 仪表放大器的工作原理标准三运放仪表放大器的电路。该电路可以提供两输入端匹配的高阻抗，使得输入源阻抗对电路的CMR影响最小。其中A1和A2运算放大器用于缓冲输入电压，A3构成差分放大电路。电路，如果R5=R6，R1=R2且R3=R4，则u0=(ui2-ui1)(1+2R5／RG)(R3／R1) 如果A1和A2使用的是相同的运算放大器，则它们的共模输出电压和漂移电压相等，加到A3差放后，将被相互抵消，因而整个电路具有很强的共模抑制能力，很小的输入失调电压和较高的差模电压增益。2．2 电路原理图根据仪表放大器的原理，设计出利用TLC2652构成的弱信号放大电路。电路，利用两片TLC2652来实现输入缓冲，TLC2652有极其微小的输入失调电压，且共模输出电压相等，利用低噪声、低输入偏置电流OP1177作为差分放大电路。电容C1、C2、C3、C4接到TLC2652的CxA和CxB 引脚作为记忆电容存储失调电压，以实现校零。电容C5、C6、C7、C8、C9作为电源滤波电容，用于滤除高频干扰。根据仪表放大器的工作原理知该电路的增益G=(1+2X300／2)(100／10)=3010。3 仿真分析依据该弱信号放大电路，在Multisim10．0软件中搭建电路进行了仿真分析。设输入信号的频率为60 Hz，ui1和ui2幅度均为10μVp，利用Transient Analysis，可以得到电路的输出波形。拖动标尺，可以计算出此时的电路增益G约为3 000，即69．5dB。运行Analysis下的ACAnalysis，得到的频率特性曲线。从该图中我们可以看到该放大电路在中低频率情况下幅频特性和相频特性都比较平稳。通过拖动标尺，可以得

放大电路计算题

放大电路计算题 Prepared on 24 November 2020

放大电路计算题 练习题3 一、计算分析题(每题1分) 1. 图示硅三极管放大电路中，V CC =30V ，R C =10k ，R E = k ，R B =1M ，β=80， BEQ U =Ω=200'bb r ，各电容对交流的容抗近似为零，试：（1）求静态工作点参数I BQ ，， I CQ 、U CEQ 。（2）若输入幅度为的正弦波，求输出电压u o1、u o2的幅值，并指出u o1、u o2与 u i 的相位关系；（3）求输入电阻R i 和输出电阻R o1、R o2。 解:（1） （2） Ω≈?+Ω=++=k mA mV I U r r E T bb be 3.196.12681200)1(Q 'β 当从u o1输出时，放大电路为共射组态，故输出电压u o1与输入电压u i 反相，且 当从u o2输出时，放大电路为共集组态，故输出电压u o2与输入电压u i 同相，且 99.04.2813.14.281)1()1(122≈Ω ?+ΩΩ?=+++==k k k R r R u u A E be E o u ββ 或 12≈u A 输入电阻不变，为164k 计算的最后结果数字：I CQ =， I BQ =A ，U CEQ = ； U om1= ，U om2= ，R i = 164k ， R o1=10k ， R o2=16 2. 差分放大电路如图所示，已知V CC = V EE =10V ，R C =Ω，R L =10k ，R 1 =，R 2 =，R 3 =820， 三极管的β=100，r bb’=200Ω，U BEQ =，试求：（1）V1、V2管的静态工作点参数I CQ 、 U CQ ；（2）差模电压放大倍数A ud =u od /(u i1- u i2)、差模输入电阻R id 和输出电阻R o 。 解：（1） mA mA I R R I REF C 34.11 .12.87.0108201100323≈+-?≈≈ I CQ1= I CQ2= U CQ1= U CQ2=V CC －I CQ1R C = （2） Ω≈Ω?+Ω=k r be 12.467 .026101200 R id = k Ω R o =15 k Ω 计算的最后结果数字： I CQ1= I CQ2= ， U CQ1= U CQ2= ； A ud = ，R id =，R o =15k 3. 差分放大电路如图所示，已知V CC =V EE =6V ，R C =3k Ω，I 0= 2mA ，三极管的β=50，r bb ′ =200Ω，U BEQ =，试求：（1）各管静态工作点（I BQ 、I CQ 、U CEQ ）；（2）差模电压放大倍 数A ud =u od /u id 、差模输入电阻R id 和输出电阻R o 。 解：（1） mA I I CQ CQ 1 21≈= A I I I CQ BQ BQ μβ201 21=≈= （2） Ω≈?++Ω=k mA mV r be 53.1126)051(200 计算的最后结果数字：I CQ 1= I CQ 2=1mA ，I BQ 1= I BQ 2=20μA ， U CEQ1 = U CEQ2 = ； A ud = -49，R id =， R o =3k