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发布时间：2022-05-29 发布人：admin 分类：说明书资料大小：3.12M 资料格式：doc 举报版权申诉

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1.实验目的

2.实验任务和要求

2.1实验任务

2.2实验要求

2.3选用元器件

3、实验内容

4 实验结果分析

5 设计总结

基于 Multisim 的电路仿真--信号放大器的设计 1.实验目的（1）掌握分立或集成运算放大器的工作原理及其应用。（2）掌握低频小信号放大电路和功放电路的设计方法。（4）通过实验培养学生的市场素质，工艺素质，自主学习的能力，分析问题解决问题的能力以及团队精神。（5）通过实验总结回顾所学的模拟电子技术基础理论和基础实验，掌握低频小信号放大电路和功放电路的设计方法 2.实验任务和要求 2.1 实验任务 1）已知条件：信号放大电路由“输入电路”、“差分放大电路”、“两级负反馈放大电路”、“功率放大器”、“扬声器”几部分构成。信号产生差分放大共射级放大功率放大输出信号负反馈图 2-1 信号放大器的系统框图 2）性能指标： a)输入信号直接利用 RC 正弦波振荡电路产生。 b) 前置放大器：输入信号：Uid ≤ 10 mV 输入阻抗：Ri ≥ 100 k 。 c) 功率放大器：最大不失真输出功率：Pomax≥1W 负载阻抗：RL= 8；电源电压：+ 5 V，+ 12V，- 12V

信号放大器的设计 d) 输出功率连续可调直流输出电压 ≤ 50 mV 静态电源电流 ≤ 100 mA 2.2 实验要求 1）选取单元电路及元件根据设计要求和已知条件，确定信号产生电路、前置放大电路、功率放大电路的方案，计算和选取单元电路的原件参数。 2）前置放大电路的组装与调试测量前置放大电路的差模电压增益 AU、共模电压增益 AUc、共模抑制比 KCMR、带宽 BW、输入电压 Ri 等各项技术指标，并与设计要求值进行比较。 3）有源带通滤波器电路的组装与调试测量有缘带通滤波器电路的差模电压增益 AUd、带通 BW，并与设计要求进行比较。 4）功率放大电路的组装与调试功率放大电路的最大不失真输出功率 Po,max、电源供给功率 PDC、输出效率η、直流输出电压、静态电源电流等技术指标。 5）整体电路的联调 6）应用 Multisim 软件对电路进行仿真分析。 2.3 选用元器件电容电阻若干、双踪示波器 1 个、信号发生器一个、交流毫伏表 1 个、数字万用表等仪器、晶体三极管 2N3906 1 个，2N2222A 5 个，2N2222 2 个，2N3904 2 个， 1N3064 1 个。 3、实验内容 1、总电路图（一）实验总体电路图 - 1 -

信号放大器的设计图 3-1 总体电路图（二）各部分电路图 1、信号产生电路直接利用 RC 正弦波振荡器产生正弦波信号作为输入信号。 - 2 -

信号放大器的设计图 3-2 RC 正弦波振荡电路图仿真数据： F=1kHZ 图 3-3 RC 正弦震荡产生的波形图 - 3 -

信号放大器的设计 T1 T2 UB (V) 1.737 UB V) 1.364 实测数据： F=0.947kHZ UB (V) T1 1.535 UB V) 1.356 T2 UE (V) 1.111 UE (V) 0.785 UE (V) 0.894 UE (V) 0.692 UC (V) 2.335 UC (V) 4.198 UC (V) 2.837 UC (V) 5.205 IC (MA) 0.612 IC (MA) 1.554 IC (MA) 0.484 IC (MA) 1.02 UO (V) 0.641 UO (V) 2.045 （二）前置放大电路方案：前置放大电路由两级负反馈放大器、差分放大电路组成。在典型情况下，有用信号的最大幅度可能仅有若干毫伏，而共模的噪声高达几伏，所以放大器输入漂移和噪声等因素对于总的精度至关重要。因此，前置放大电路应该是一个高输入阻抗、高共模抑制比、低漂移的的小信号放大电路。 1、差动放大器：差动放大器它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。 - 4 -

信号放大器的设计 1.调节放大器零点把开关 S1 和 S2 闭合，S3 打在最左端，启动仿真，调节滑动变阻器的阻值，使得万用表的数据为 0（尽量接近 0，如果不好调节，可以减小滑动变阻器的 Increment 值），填表一：仿真值： Ui= 4.243mv Uo= 14.166 mv AV=3.338 C(v) 0.000001 0.000002 Uo=0.2326V C(v) 0.0004 0.0003 Q2 B(v) -0.064 0.000004 E(v) -0.683 -0.176 AV=22.297 Q2 B(v) -0.0473 E(v) -0.6988 R9 U(v) 11.317 0.00001 R9 U(v) 11.229 -0.0537 -0.7236 0.0001 仿真值 S3 在左端 C(v) 6.966 S3 在第二实测值：： Ui=10.45mv 12 测量值 S3 在左端 C(v) 5.35 R 串=430K Q1 B(v) -33.954 E(v) -0.632 0.000002 -0.160 R 串=430K Q1 B(v) -0.076 E(v) -0.741 S3 在第二 6.614 -0.064 -0.713 2、带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器 - 5 -

信号放大器的设计 1．调节信号发生器处（震荡产生的正弦波）的大小，使输出端 10 在开环情况下输出不失真。 2 .启动直流工作点分析，记录数据，填入下表仿真值： Vb(v) 2.907 三极管 Q1 Vc(v) 7.092 有反馈无反馈实测值： Vb(v) 2.619 三极管 Q1 Vc(v) 8.006 有反馈无反馈 Ve(v) 2.263 Ui 4.243mv Ui 4.243mv Ve(v) 1.944 Ui 3.535mv Ui 2.121mv Vb(v) 3.818 Uo 710.191mv Uo 1.437v 三极管 Q2 Vc(v) Ve(v) 4.452 3.189 Av 167.379 Av 338.675 Vb(v) 1.944 Uo 127.279mv Uo 424.264mv 三极管 Q2 Vc(v) Ve(v) 9.945 3.7015 Av 36 Av 200.03 5.负反馈对失真的改善 1、在开环情况下适当加大 Vi 的大小，使其输出失真，记录波形 - 6 -

信号放大器的设计 2、闭合开关 S1，并记录波形（三）功率放大器电路方案功率放大器的主要作用是向负荷提供功率，要求输出功率尽可能大，转换效率尽可能高，非线性失真尽可能小。这里我们采用 OTL 功率放大电路。电路原理图如下： - 7 -

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