1、开放式电子电路实验报告西 安 邮 电 大 学开放式电子电路实验报告 班 级： 姓 名： 学 号： 班内序号：实验名称：放大器电路设计一、 实验目的1. 进一步理解三极管的放大特性；2. 掌握三极管放大电路的设计；3. 掌握三种三极管放大电路的特性；4. 掌握三极管放大电路波形的调制；5. 提高遇到问题解决问题的能力。二、 设计要求1. （信号源内阻：）2. 负载3. 输入信号频率范围：20HZ-20KHZ4. 指定频段内在线增益恒定为3，即5. 在线动态输出为36. 7. 增益平坦度=100uf即可，由于电源内阻是51k,所以R1,R2的电阻阻值的等级要在M单位级附近，经过大致调制，电阻的各阻
2、值大致如下电路图设计： 基本上初级放大电路就是这样，基本上第一级实现3倍放大是可以的实现的。2. 第二级电路加上之后的的基本整体电路效果如下：通过基本的观察之后很明显可以知道，该电路的设计结果和所要求的很明显相差很多，该电路的放大倍数只有不到两倍而已，由于第二级的加入，导致对之前设计的第一级电路的放大倍数有很大的影响，所以导致最后的放大倍数有问题。所以的重新设定电阻的阻值，在调整阻值的时候会遇到几个基本的问题，那就是输出的电路有失真，常见的失真有截止失真和饱和失真。几种情况如下：截至失真：电路图的负半轴出现失真，是由于工作点过低造成的，故需要提高工作点，此时应增大R1或降低R2的阻值，因为R2
3、增大或R1减小时,基极电压增大，使得Ic增大，可以使VCE 减小 ，从而提高了静态工作点。饱和失真：电路图的正半轴出现失真工作点太高，应降低工作点Q，可以通过增大R2或减小R1的大小来解决该问题，因为当R1增大或者减小R2时，基极的电压减小，使得 Ic减小，可以使Vce增大,从而让三极管工作在放大区。在调整阻值的时候出现的如上所述的失真的时候就针对相应的阻值进行调整。3. 最终的电路如下：由于实验室所提供的电阻阻值只有1、1.2、1.5、1.8、2.0、2.2、2.4、2.7、3.0、3.3、3.6、3.9、4.3、4.7、5.1、5.6、6.2、6.8、7.5、8.2、9.1数值的10到10
4、00000倍的数值，所以在完善电路的时候尽量将电阻的阻值设置在以上的数值上，以免在后期搭建电路的时候还得对电阻进行改变。五、 实验分析及应对方案之前在其他处分析了关于失真的问题和解决的方法，在此就省去了，其次在这里还有一点就是功率消耗的调整：由于大功率电路耗电现象非常严重，因此我们在设计电路时，应在满足要求的情况下尽可能的减小电路的总功耗，而要减小总功耗，就要减小流过放大器的电流和放大器两端的电压，减小电流可以增大R3，减小电压可以减小Vcc。在该实验中我还遇到了最笨的错误，在画图的时候没有仔细，导致有些线之间的连接没有连接起来。六、 电路小结（结论，功能扩展，经济性分析）1.设计的二级放大电
5、路采用了共集电路作为第一级电路，射级偏置电路作为第二级放大电路，利用了共集电路的输入电阻大、输出电阻很小，射极偏置电路的工作点稳定、电压增益较大的特点。2.在模拟仿真调试的设计电路中，通过静态与动态分析调试，检查出设计方案中的电路的问题与不足，调整仿真参数，符合了设计要求。3.在实验调试中，通过静态与动态的实验调试，调试出因电路元件的分散性和设计计算的近似性而引起的实际测试与仿真调试不符的矛盾，经过实际操作的电路参数调整，最大限度接近要求电路技术指标，得出待测试的电路。七、 实验总结及心得体会经过几天的时间完成了此实验，使得在课堂上学习的知识得到巩固，同时对模拟电路的分析，连接，调试，错误分析
6、等能力有了很大的提高，并且是对多级放大电路有了更进一步的理解，思维也得到了的升华。 在整个实验设计当中，深刻体会到设计一个电路的难度。虽然已经对模电知识有所了解，但是实验过程中还是遇到不少问题，反复检测电路，其过程相当烦琐，可能花了很长一段时间调试，却仍未发现问题所在。在平时的理论学习中，自认对知识的掌握比较到位，一些常见问题是平时提及过的，但真正应用到实际当中，却不是那么得心应手。不过虽然实验过程中问题重重，但在自己积极思考和老师的指导下，顺利的完成了此次实验，学到了调试电路的方法，对一些问题的检测有了深刻的体会。 整个实验过程，我们都抱着积极的心态，专注于电路的调试和纠正，不断的探索，认真
7、的体会实验给我们带来的乐趣。 总的来说，此次课程设计实验，使我受益匪浅。在摸索电路问题所在及调试其功能时，学到了很多技巧。同时，培养了自己的思维能力，增加了实际操作能力。体会到了设计电路的艰辛的同时，更体会到成功的喜悦。 实验名称：直流稳压电路的设计一、 实验目的1. 学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法，设计步骤，培养综合设计和调试能力。2. 学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。3. 培养实践技能，提高分析问题和解决实际问题的能力 二、设计要求1） 输入电压9.520V，内阻2欧，脉动直流；2） 输出电压5V3） 负载电流00.5A优秀要求：1） 用开
8、关电源结构2） 负载电流0-1A3） 动态电阻小4） 5） 有其他突出特点和创新结构三、设计过程1、需求分析：a.10-20V的脉动直流的产生，在正常的实际生活中我们所用到的是220V，50Hz的交流电压，要想得到我们所需要的电压，必须要经过如下步骤：电源变压器，整流，滤波，稳压组成，但这里为了简单处理，直接提供一个人10-20V的脉动电压。在设计电路图的时候我们可以用一个15V的直流电压和幅度为5V，频率为50Hz的交流电压叠加得到10-20V的脉动电压，或者用幅度在10-20V的矩型波形电压，但由于矩形电压是跳变的，所以在后期的稳压的过程中比较难，所以用叠加产生所需要的电压。2、常用的稳压
9、电源电路如下：由图可知：由于输出电压是5V，所以放大器的基极电压为5+Vbe为5.7V左右，即运算放大器的输出端的电压为5.7V,由运算器的性质可知Vout=Vcc-1.5V,所以运放器的输入电压为7.2V左右。而运放器的工作电压为3.2V左右。根据这些要求设计出了以上的电路，在运放器的输入电压和工作电压处所接的电压都是稳压二极管的电压。稳压二极管的型号及导通电压如下IN4728IN4729IN4730IN4731IN4732IN4733IN4734IN4735IN4736IN47373.3V3.63.74.34.75.15.66.26.87.5所以我们所选择的稳压二极管是IN4728和IN4
10、737,又由于IN4728的工作电流在76-80mA,IN4737的工作电流在34-40mA之间，所以在后期电路设计的过程中一定要满足这个要求。3、又由于Vo=5V,Vref=3.3V,可以得出R32R2;由于尽量让负反馈支路的分流作用非常小，所以R3和R2的组织在K或M单位级别上。4、限流电阻R1和R5的阻值确定：在之前的分析中已经得知在有稳压二极管的支路中是有电流要求的，将运放器的负极接地，使IN4728的所在的电路的支路处于虚断状态，即不存在分流作用，所以IN4728所在的支路电流I1=(V1-3.3)/R5;IN4737所处的电路上的电流I2=(V1-7.5)/R1。5、稳压电源部分的
11、设计：由于在该实验中，电压的频率为50Hz，所以时间常数比较大，但又由于电压内阻为2，所以无论采取什么滤波电路，其电容和电感的值都要求的比较大，又由于实验中常用的电容在1mF以下，电感最大也是mH级别上的，所以单独使用C型滤波，倒L滤波电路，和型滤波电路的效果不是很好，波动范围比较大，所以可以选择多中滤波电路一起使用以克服这种困难。6、基本电路：在该电路设计中我采用了倒L型滤波电路和型滤波电路叠加使用，通过滤波器可以知道V1的波动范围在13.086-13.422之间波动，其波动范围在337mV。而限流电阻R1和R2的值可以通过上面提到的公式进行计算。 当电压为13.086的时候，R1的取值范围
12、为（13.086-7.5）/0.034到（13.086-7.5）/0.040,即137-165之间，R5的取值范围为（13.086-3.3）/0.076到（13.086-3.3）/0.080,即123-129。当电压为13.422时，R1的取值范围为（13.422-7.5)/0.034到（13.422-7.5)/0.040,即148-174，R5的取值范围为（13.422-3.3)/0.076到(13.422-3.3)/0.080,即127-133之间，所以根据以上的计算结果选取R1的阻值为150，R5的阻值为128。7.最终电路：四、电路验证由上图可知输出电压Vo=5V基本达到要求。由上图可
13、知输出波形Vo=1.239mV,满足输出波形Vo40mV,同时三极管的管耗为402.445mW0.5W,同样满足条件。输出电流的值和负载电阻R4有关，所以R4的取值为100时，电流为0.05A,当电阻R4的阻值为10K时，输出电流为0.5mA,所以基本都满足。在该过程中有一小部分要进行调整的就是R2和R3的组织，因为在之前的分析中可以得知R32R2,所以如果输出电压为在5V附近波动，可以通过调整R2和R3的阻值进行调整，,最终为了达到最佳效果，我所选取的R2阻值为1M,R3的电阻为1.995M.一、 二、 三、 四、 五、 实验分析及应对方案首先在滤波电路部分的设计中，我刚开始设计的时候只是为
14、了想达到自己想要的结果，而没有考虑到实际问题，刚开始我只是用了倒L型滤波电路，但要想达到自己想要的结果，将电感的值调到了H单位级别上去了，同时电容也达到了mf单位级别了，后来仔细想想发觉有很大问题，在实际的实验室中，H级别上的电感是很少用的，所以这个设计算是失败的，当时由于思想的局限性，怎么也想不出来，后来通过老师的点拨，才知道采用了两种滤波电路的叠加使用，这样使滤波效果更加理想。同时在电路测试的过程中，由于稳压二极管有电流的限制，所以要考虑电流到电流的范围，我刚开始的时候是用一电流表来观测电路的电流，但由于电流表测的是平均电流，所以很明显不符合自己所观测的要求，在这个过程中，电流是要我们通过
15、电压的波动值来计算电路所给的电阻值来控制电流的波动范围，电流是事先计算和控制的而不是通过观测来得到的。六、 设计心得 我们正常生活中的电源是220V，50Hz的交流电，但正常的很多电器都是直流电源提供的电源，所以这次我们所做的稳压电源的实验很有使用价值。直流稳压电源在模电的学习过程中老师讲的比较少，所以对这方面的知识我们还是比较欠缺，但通过老师的详细讲解后，掌握了不少这方面的知识。这个设计的连贯性很强，只要根据老师所说的，一步一步的分析和解决就可以逐渐的学会这些。在测量三极管的功耗的时候一定要注意自己的测量点是否正确，在该实验中我虽然知道怎么测量，但还是将测量点给弄错了。测量电流的时候一定要测发射级的总电流，一般情况容易测成了支路电流，所以一做实验的时候一定要细心。
