1、第 1 页电子技术课程设计一、设计目的二、设计方案三、音频放大电路的设计及仿真（一）设计指标要求1、电压放大倍数：Au=1452、最大输出电压：Uo=3.5V3、频率响应：30Hz30kHz4、输入电阻：r i15k 5、失真度：2Vom+VE+VCES式中：V om 为最大输出幅 度 VE 为晶体管发射级电压，一般取 VE=24V。VCES 为晶体管饱和压降，一般取 VCES=3V。指标要求的最大输出电压 Vo=3V，给定电源电压 EC=24V，可以满足要求。（2）确定 T2的集电极电阻 R8和静态工作电流 ICQ2。因为这级的输出电压比较大，为使负载得到最大幅度的电压，静态工作点应设在交流
2、负载线的中点。如图一所示。由图可知，Q 点在交流负载线的中点，因此的 T2 静态工作点满足下列条件。(1-1)因在晶体管的饱和区和截止区，信号失真很大，为了使电路不产生饱和失真和截止失真，V CEQ2 应满足：VCEQ2Vom+VCES (1-2)由（1-1）式消去 ICQ2 并将（1-2）式代入可得：取 VE=3V；V CES=1V则：oom2LCQEECRIVV822由 图 三 ：由 图 二 ：LCESomRVR)2(8k5.3)1234(8第 3 页取 R8=3.5k由（1-1）式消去 VCEQ2 可得：（3）确定 T2发射级电阻 R9：取 R9=0.68k（4）确定晶体管 T2：选取晶
3、体管时主要依据晶体管的三个极限参数：BVCEO晶体管 c-e 间最大电压 VCEmax（管子截止时 c-e 间电压）ICM晶体管工作时的最大电流 ICmax（管子饱和时 c-e 回路电流）PCM晶体管工作时的最大功耗 PCmax由图一可知：I C2 最大值为 IC2max=2ICQ2VCE 的最大值 VCE2max=EC根据甲类电路的特点，T 2 的最大功耗为：P Cmax=VCEQ2ICQ2因此 T2 的参数应满足：BVCEOEC=12V ICM2ICQ2=4mA PCM VCEQ2ICQ2=4.8mW选用 S9011，其参数为：BV CEO30V；I CM30mA；P CM400mW；满足
4、要求。实测=100。（5）确定 T2的基极电阻 R6和 R7在工作点稳定的电路中，基极电压 VB 越稳定，则电路的稳定性越好。因此，在设计电路时应尽量使流过 R6 和 R7 的 IR 大些，以满足 IRIB 的条件，保证 VB 不受 IB 变化的影响。但是 IR 并不是越大越好，因为 IR 大，则 R6 和 R7 的值必然要小，这时将产生两个问题：第一增加电源的消耗；第二使第二级的输入电阻降低，而第二级的输入电阻是第一级的负载，所以 IR 太大时，将使第一级的放大倍数降低。为了使 VB 稳定同时第二级的输入电阻又不致太小，一般计算时，按下式选取 IR 的值：IR=（ 510）I BQ 硅管IR
5、=（ 1015）I BQ 锗管在上式中 IR 的选取原则对硅管和锗管是不同的，这是因为锗管的 ICBO 随温度变化大，将会影响基极电位的稳定，因此 IR 取值一般比较大。对硅管来说 ICBO 很小，因此 IR 的值可取得小些。本电路 T2 选用的是硅管，故取 IR=5IBQ则：由图 4 知：取：R7=16.36k；R6=93k 。（6）确定 T1的静态工作点 ICQ1；V CEQmAkREILCQ 4.)2/5.3(4/822 mAICE6.04.39kIIVIRBQRBEBQ36.15.03227kIERC976第 4 页因为第一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。
6、所以对于第一级，失真度和输出幅度的要求比较容易实现。主要应考虑如何减小噪声，因输入级的噪声将随信号一起被逐级放大，对整机的噪声指标影响极大。晶体管的噪声大小与工作点的选取有很大的关系，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，一般对小信号电路的输入级都不详细计算，而是凭经验直接选取： ICQ1=0.11mA 锗管ICQ1=0.12mA 硅管VCEQ=（23）V如果输入信号较大或输出幅度较大时不能用此方法，而应该具体计算。计算方法与计算第二级的方法相同。（7）确定 T1管的集电极电阻 R3，发射级电阻 R4、R 5：由图五知： 取：V E1=3V；
7、V CEQ1=3V；I CQ1=0.5mA则：取：R 3=12k取：R 4=0.039 k；R 5=6.1k(8)选择 T1管选取原则与 T2 相同：BV CE0Ec=12V； ICM0.5mA； PCM1.5mW，根据现有条件选用 S9011，实测 1=100。（9）T 1管基极电阻的选取取：I R=10IBQ，V E1=3V由图六知；取：R 1=408k；R 2=72k（10）耦合电容和旁路电容的选取各级耦合电容及旁路电容应根据放大器的下限频率 f1 决定。这些电容的容量越大，则放大器的低频响应越好。但容量越大电容漏电越大，这将造成电路工作不稳定。因此要适当的选择电容的容量，以保证收到满意
8、的效果。在设计时一般按下式计算：其中：R S 是信号源内阻， ri1 是第一级输入电阻。1)(CQEIVEkmAR365.0)24(3VICQE.14kIVBQE72105.63102RIc4821)(211islrRfC)(2012ilrf第 5 页其中：r 01 是第一级输出电阻， ri2 是第二级输入电阻。其中：r o2 是第二级输出电阻。其中：R b=R6/R7/R3由于这些公式计算繁琐，所以在工程计算中，常凭经验选取：耦合电容：210F发射极旁路电容：150200F现在用第二种方法确定 C1、 C2、C 3、C e1 和 Ce2取：C 1=C2=C3=10FCe1=Ce2=100 F
9、电容器的耐压值只要大于可能出现在电容两端的最大电压即可。（11）反馈网络的计算根据深反馈的计算方法，由图七知： Rf=100R4-R46.19k取： Rf=5.6k，C f=10F根据上述结果，可得电路图（图八）)(213LolRfC)(411rfbele)(22beleRf1014Afvf第 6 页4、理论计算（1）根据电路图中的实际参数值，画出直流通路，计算静态工作点。.（2）画出微变等效电路，电压放大倍数（3）计算各级的输入电阻和输出电阻。（4）判别负反馈。（三）利用 EWB 电路仿真软件对设计的电路进行仿真1、用 EWB 画的原理图2、获得静态工作点的值3、获得输入输出波形图4、获得频
10、率特性图5、元器件的明细表四、收音机安装、调试过程及体会1、收音机的安装2、收音机的调试过程3、收音机元器件的明细表4、收音机安装、调试过程的体会五、结束语六、附录（一）色环电阻及其计算颜色 有效数字 乘数 允许偏差% 工作电压V银色 10-2 10金色 10-1 5黑色 0 100 4棕色 1 101 1 6.3红色 2 102 2 10橙色 3 103 16黄色 4 104 25绿色 5 105 0.5 32蓝色 6 106 0.2 40紫色 7 107 0.1 50灰色 8 108 63白色 9 109 +5 -20无色 20第 7 页（二）常用晶体管的型号及（三）电阻器标称系列标称值系
11、列 E24 E12 E6 备注1.0 1.0 1.01.1 1.2 1.51.2 1.5 2.21.3 1.8 3.31.5 2.2 4.71.6 2.7 6.81.8 3.32.0 3.92.2 4.72.4 5.62.7 6.43.0 8.23.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.2电阻器标称值9.1电阻器误差 5 10 20电阻器的标称值应符合表中所列数值之一或表列数值再乘以 10 的 n 次方，n 为整数。型号 极性 用途 VCBO VCEO ICM(mA) PCM(mW) A() D() E( )9011 NPN 高放 50 30 30 400 2845 39609012 PNP 功放 40 20 500 625 6491 781129013 NPN 功放 40 20 500 625 6491 781129014 NPN 低放 50 45 100 450 60150 40010009015 PNP 低放 50 45 100 450 60150第 8 页
