当前位置:文档之家› 两级放大电路的设计(参考版)

两级放大电路的设计(参考版)

设计指标:A V >250,R i ≥10kΩ,R L =5.1kΩ, BW=50Hz~50kHz ,D<5% 。

设计条件:输入信号(正弦信号):2mV≤V i ≤5mV ,信号源内阻:R s =50Ω,电源电压:V CC =12V ; 半导体三极管9013,参数:β=100,r bb ’=300Ω,C μ=5pF ,f T =150MHz ,3V≤V CC ≤20V , P CM =625mW ,I CM =500mA ,V (BR)CEO =40V 。

1.电路选型:小信号放大电路选用如图1所示两级阻容耦合放大电路,偏置电路采用射极偏置方式,为了提高输入电阻及减小失真,满足失真度D<5%的要求,各级射极引入了交流串联负反馈电阻。

2.指标分配:要求A V >250,设计计算取A V =300,其中T 1级A V1=12,A V2=25;R i ≥10kΩ要求较高,一般,T 1级需引入交流串联负反馈。

3.半导体器件的选定指标中,对电路噪声没有特别要求,无需选低噪声管;电路为小信号放大,上限频率f H =50kHz ,要求不高,故可选一般的小功率管。

现选取NPN 型管9013,取β=100。

4.各级静态工作点设定动态范围估算:T 1级:im1imax V1252mV, 12,V V A === om1V1im1125284mV V A V ==⨯=。

T 2级:im2om1V284mV , 25V V A ===, om2V2im22584 2.1V V A V ==⨯=。

为避免饱和失真,应选:CEQ om CE(sat)C V V ≥+ ;可见 T 1级V CEQ1可选小些,T 2级V CEQ2可选大些。

CQ CQ CM CEQ CM T T I I I I I ≥+12取值考虑:设定主要根据,由于小信号电压放大电路较小;另从减小噪声及降低直流功率损耗出发,、工作电流应选小些。

T 1级静态工作点确定:TCQ1TCQ1T CQ1CQ1CQ1BQ1CEQ13k Ω, ',100'30026mV'100260.963mA30003000.7mA 0.07mA , V 2V>0.12VV r r r I V I r V r r I II I ββββ≥=+====-⨯≤=-====be1be1bb bb be1bb 取依可推得其中,,可求得选,T 2级静态工作点确定:一般应取CQ2CQ1I I > ,CEQ2CEQ1V V > 选 :CQ2CQ2BQ2CEQ21.2mA , 0.012mA , V 4V>3V I I I β====5.偏置电路设计计算(设BEQ 0.7V V =)T 1级偏置电路计算:Rb1BQ1BQ1CC 10100.0070.07mA 11124V33I I V V ==⨯===⨯=取故:CC BQ1b1b1124114.286k Ω0.07V V R I --=== 取标称值120 kΩ 22Rb1b1b110.071200.588mW<W 8P I R ==⨯= 选b1R 120 kΩ /1W 8BQ1b2Rb2Rb1BQ144463.492k Ω0.070.0070.063V R I I I =====-- 取标称值62 kΩ22Rb2b2b210.063620.246mW<W 8P I R ==⨯= 选b2R 62 kΩ /1W 8BQ1BEQ1BQ1BEQ1e1EQ1BQ140.7 3.34.67k Ω(1)1010.070.707V V V V R I I β---====≈+⨯22Rc1'EQ1c1'10.7070.30.15mW<W 8P I R ==⨯=22Rc1''EQ2c1''10.707 4.7 2.15mW<W 8P I R ==⨯=e1e111'/W ''/W 88R R ΩΩ选 300 选 4.3kCC CEQ1EQ1CC CEQ1BQ1BEQ1C1CQ1CQ1()12240.79.571k Ω0.7V V V V V V V R I I -------+====取标称值9.1kΩ22Rc1CQ1c110.79.1 4.46mW<W 8P I R ==⨯= 选C1R 9.1 kΩ /1W 8T 2级偏置电路计算:Rb3BQ3BQ2CC 10100.0120.12mA 11124V 33I I V V ==⨯===⨯=取故: CC BQ2b3Rb312466.67k Ω0.12V V R I --=== 取标称值68 kΩ 22Rb3Rb3b310.12680.979mW<W 8P I R ==⨯= 选b3R 68 kΩ /1W 8BQ2BQ2b4Rb4Rb3BQ24437.04k Ω0.120.0120.108V V R I I I =====-- 取标称值36 kΩ22Rb4Rb4b410.108360.42mW<W 8P I R ==⨯= 选b4R 36 kΩ /1W 8BQ2BEQ2BQ2BEQ2e2EQ2BQ2e2e2e2e2e140.7 3.3 2.723k Ω(1)1010.012 1.212'()'''56'' 2.7k ΩV V V V R I I R R R R R β---=====+⨯=Ω=分为交流负反馈、,取,22Rc2'EQ2c2'11.2120.0560.082mW<W 8P I R ==⨯=22Rc2''EQ2c2''11.2122.73.97mW<W 8P I R ==⨯=e2e211'/W ''/W 88R R ΩΩ选 56 选 2.7kCC CEQ2EQ2C2CQ212440.73.92k Ω1.2V V V R I ----+=== 取标称值3.9kΩ22Rc2CQ2c211.2 3.9 5.62mW<W 8P I R ==⨯= 选C2R 3.9 kΩ /1W 86.静态工作点的核算T 1级:b2CC BEQ1b1b2CQ1BQ1b1b2e162120.7120621000.67mA 12062//(1)101 4.612062R V V R R I I R R R βββ-⨯-++===⨯=⨯+++⨯+CQ1CEQ1CC CQ1c1e1(1)I V V I R R ββ=--+4.6 2.79V ⨯⨯⨯=0.67=12-0.679.1-101100符合设计要求。

b3CC BEQ2b3b4CQ2BQ1b3b4e236120.76836100 1.144mA 6836//(1)101 2.7566836R V V R R I I R R R βββ-⨯-++===⨯=⨯+++⨯+CQ2CEQ2CC CQ2c2e2(1)I V V I R R ββ=--+2.756 4.354V ⨯⨯⨯=1.144=12-1.144 3.9-101100符合设计要求。

7.电容器的选择 C 1:T be bb'CQ1i1be e1'b b1b2b i1i b i1b i1S 1L S i 26300100 4.18k Ω0.67'(1) 4.181010.334.48k Ω12062'//40.88k Ω12062''40.8834.48'//'18.7k Ω''40.8834.4850Ω1(3~10)(3~2π()V r r I R r R R R R R R R R R R R R C f R R ββ=+=+⨯==++=+⨯=⨯===+⨯⨯====++=≥=+311110)2π50(0.05+18.7)10(3~10) 1.7 5.1μF~17μF 10μF 10μF/16VC C ⨯⨯⨯⨯=⨯==取选C 2:o1C1T be2bb'2CQ2i2be2e2'b b3b4i2b i22L o1i29.1k Ω26300100 2.573k Ω10144'(1) 2.5731010.0568.23k Ω6836''//23.54k Ω683623.548.23''//' 6.1k Ω2.548.231(3~10)(3~10)2π()R R V r r I R r R R R R R R R C f R R ββ===+=+⨯==++=+⨯=⨯===+⨯===+≥=⨯+32212π50(9.1+6.1)10(3~10) 1.99 5.97μF~19.9μF 10μF 10μF/16VC C ⨯⨯⨯=⨯==取选 C 3:33L e2L 3 3 11(3~10)(3~10)2π()2π50(3.9+5.1)10(3~10) 3.5410.62μF~35.4μF10μF 10μF/16VC f R R C C ≥=⨯+⨯⨯⨯=⨯==取选C e1:e13L e111(3~10)(3~10)2π''2π50 4.310(3~10)7.422.2μF~74μFC f R ≥=⨯⨯⨯⨯=⨯=取C e1=47μF 选C e1 47μF/16V C e2:e23L e211(3~10)(3~10)2π''2π50 2.710(3~10) 1.18 3.54μF~11.8μF C f R ≥=⨯⨯⨯⨯=⨯=取C e2=47μF 选C e2 47μF/16V8.指标核算R i =18..7k Ω>10k Ω 满足设计要求R L1=R i2=6.1k Ω'L1C i29.1 6.1// 3.652k 9.1 6.1R R R ⨯===Ω+'L1V1'i1 3.6521001134.48R A R β•=-=-⨯=-'L C2L 3.9 5.1// 2.21k 3.9 5.1R R R ⨯===Ω+'L V2'i2 2.2110026.858.23R A R β•=-=-⨯=-V V1V211(26.85)295250A A A •••=•=-⨯-=> 满足设计指标要求。

核算H f 、L f :L f :36L1S i 1'''''''S b be1S be1e1e1e1e1e1e1e13636L2C1i22e2()(0.0518.7)101010187.5ms//[()//][()//]110.342 4.310471014.89ms 0.342 4.3()(9.1 6.1)101010152ms[R R C R R r R r R R C R R C R R C ττββττ---=+=+⨯⨯⨯=++=+≈+++⨯=⨯⨯⨯=+=+=+⨯⨯⨯=='''e1b2b4be2e2e2e236363cL Lj ////()//]10.146 2.71047100.146 2.70.139104710 6.51ms 1111111()102π2π 1.152π 1.15187.514.89152 6.5132.2Hz < 50Hz R R R r R R C f βωτ--+++⨯=⨯⨯⨯+=⨯⨯⨯====+++⨯⨯⨯=∑满足设计要求H f :CQ1T CQ2T 0.6725.77ms V 261.14444msV 26I g I g ======m1m2'''310S b bb1e11312H110π1'm1L1''332010m1L1L130.65 3.88[//(1)]//10 3.444k Ω30.65 3.883.44410150100.5166μs'25.77 3.65294.112v1(1) 3.4441095.112 3.65210331.21R R R r R r R C g R R R g R R A πβτ-•⨯=+++=⨯=+==⨯⨯⨯==-=-⨯=-=++=⨯⨯+⨯=312H220μ1''''330C bbb2e22312H330π2'm2L '4030m2L28k Ω331.21810510 1.656μs12.519 2.273[//(1)]//10 1.924k Ω12.519 2.2731.92410150100.2886μs'44 2.2197.24v2(1R C R R R r R r R C g R R R g R A πτβτ--•==⨯⨯⨯=⨯=+++=⨯=+==⨯⨯⨯==-=-⨯=-=+'3L2312H240μ2HH 4Hjj=1)(1.92498.24 2.21)10191.224k Ω191.224105100.956μs1.15 1.151111()2π2π0.5166 1.6560.28860.9562π53.56kHz > 50kHz R R C f τωτ-+=⨯+⨯===⨯⨯⨯====+++=∑满足设计要求。

相关主题