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1、目录一前言2二单管基本放大电路2三AC/DC线性电源基本测试电路3四一个简单的开关电源仿真4五单管放大电路5六多管放大电路7七大功率放大电路9八渥尔曼电路设计11九LC振荡电路设计13十RC振荡电路设计13十一提高三极管的开关速度14十二小功率线性稳压电源16十三乘法倍频器17十四上升沿下降沿检测器18十五运放电路组成的全波整流20十六反相器21十七运放相控整流电路21十八运放低通滤波器23十九电压跟随器23二十三角波发生器24二十一运放负反馈电路25二十二信号的调制解调25二十三推挽射极跟随器25二十四音频带通滤波器26二十五音频带通滤波器28一 前言本文件中所有的电路图为Multisim绘
2、制。学习电路，利用仿真软件是最容易上手的，理论学的太多，如果不练习下，就不知理论在讲什么。仿真软件的结果虽然与实际的有些区别，但是从验证理论来说，还是非常不错的。如果你没有这些软件，可以上网去网购，10来元一个软件。对于晶体管电路，推荐晶体管电路设计（上下册，日本人写的），非常基础，通俗易懂，同时又对实际电路进行分析。可以上网去买。二 单管基本放大电路Q1电压、电流、放大倍数基极处于正向偏置，电压差为Vbe，约0.7V放大状态的三极管就好像一个可变电阻。R1限制基极电流，处于放大状态范围太大：则无法驱动三极管太小：电流太大，则会产生削顶失真。三极管基极开启电流、 饱和电流/放大倍数Au交流放大
3、倍数等于直流放大倍数。R2为输出阻抗如果太大：则导致1点的电压过低，出现失真。如果太小：则导致R2两端电压过低，电压波动幅度有限，也就是放大倍数反而变小。R2小的时候，R1也要小一些，使Ib的驱动能力变大，从而提高放大能力。R3负载电阻，负载对于放大倍数有影响，也就是说负载的大小直接影响本级的放大倍数，对于交流电路来说，负载R3与R2是并联接地的，如果太小，那么Ic就变大，从而使放大倍数变小。在本电路中，由于交流放大倍数Rc/Re=无穷大，因此负载对于放大倍数的影响有限。C1仅影响信号源，太小就会使信号失真。C2仅影响输出信号，对于驱动级放大电路，电流很大，需要采用很大的电容。三 AC/DC线
4、性电源基本测试电路F1 保险丝安全组件T1变压器，变比、功率由电路功率决定。功率越大，则变压器的漆包线越粗，个头也越大。漆包线的粗细与变比成反比，因为P=I1*U1=U2*I2，而导线同电流的能力与其截面成正比，因此A1/A2=U2/U1= 18/220，而2次侧的绕线长度是一次侧的18/220，因此其实电阻二次侧比一次侧小很多，是18/220的平方。根据输出电压、功率选择D1整流桥，有分立二极管，也有整流块，采用整流块的好处是二极管的性能基本一样，更平衡，但对于小功率的电路来说，基本不用考虑。功率、耐压值C1滤波电容，高电压450V，因为波峰电压有300多V高电容，根据负载确定，如果功率大，
5、电容就要大。在大功率音响中，如果采用线性电源，这个滤波电容就要很大了，一般采用多个电容并联，因此音响电路板中我们可以看到很多大电容。T2共轭电感，起共模抑制作用，可以防止雷击等引起的高频电网波动。有些电源在单线上串有一个很小电感量（漆包线很粗）的电感来抑制差模高频干扰。C2滤去高频干扰C3滤去低频干扰U17815，三端线性稳压芯片，线性稳压是采用晶体管的放大状态调节电压的，我们知道，处于放大状态时，晶体管的能耗是很高的，因此其发热量很大，目前好点的电源一般采用开关稳压芯片。线性稳压器中，输入电压必须比输出高出至少1-2V，而且电压差越大，那么发热就越厉害。因此开关稳压是未来的趋势。四 一个简单
6、的开关电源仿真XFG1信号发生器，用来模拟开关控制信号，对于实际的开关电源，是用芯片来实现的PWM控制。Q1开关，用IGBT、MOSFET实现，根据负载功率选择C1滤波电容，开关频率大，则滤波电容可以小，如果负载功率小，则滤波电容也可以小。D2为L1续流，当开关断开，形成工作回路，因此电流也可能很大，要根据负载功率选择，电压450V，电流由负载功率决定。L1储能电感，电感量一般比较大，开关频率高，电感量可以小，但是电感的线径仅与负载功率相关。对于高频开关电路，绕的圈数就可以少些。如果没有电感L1，那么会出现什么情况呢。在负载R1足够小时，获得的电压不会瞒电压300V，因为C3滤波电容会很快通过
7、R1放电完成，如果R1电阻大，那么C3就会不断地充电到达300V。因此L1是获得降压输出的关键条件。但是在这样的电路中，电源的内阻抗是比较大的，如果不加反馈信号进行调节，输出电压就会随负载而波动。在实际的开关电源中，总是从输出的电压中获得反馈信号（电压或电流），而一般为了隔离采用的是光电耦合电路。开关电路有正激、反激；单激、双激励；不管哪种开关电源，原理基本一样。1） 高频开关管实现高频交流。2） 反馈电路实现稳压。3） 电容实现滤波。4） 有些采用变压器实现变压及隔离、多路输出。恒流源：直流、线性电源、晶体管工作于放大状态，取决于晶体管的工作电流大小。阻容降压：交流、串联电容，电容斩波，用高
8、压小电容直接从220V降压成几V电压。五 单管放大电路XFG1信号发生器，信号幅度10mV如果信号幅度大，则放大后的信号就可能达到饱和区，因此测试时，信号幅度和放大倍数要配合才能减少失真，同时信号幅度大，则C1也要相对大些。C1滤去信号直流成分，随信号大小和基极电流调整，一般取足够大就可以了。R6信号衰减，因为这里只通交流，对于交流就有分压作用。R5和R3配合，实现交流放大倍数，大小可以任意，但是为了节能，流过的电流越小越好，但是同时如果太小，则Ib也会非常小，干扰就增大。如果要获得好的频率特性， 就要根据三极管的图表来选择Ie，由Ie就决定了Re的大小。Ve处的电压取2V左右。要获得最大振幅
9、，Vc点处（输出）的电压静态应在8.5V，计算就是（15V-2V）/2 +2V（Ve）,最大振幅理论可以为13V。Q1导通，输出为2V，Q1截止，输出电源电压。R3由放大倍数以及计算出的R5决定。R3就是开关电路中常说的上拉电阻，因此从这里可以看出，共发射极的放大电路驱动能力非常有限。即使Q1处于断开，输出15V电压，最大也就1.5mA。R1，R2Ic为1mA，那么基极直流电流就是1mA/hfe，设放大倍数100，那么就是10uA，一般取分压回路比Ib大得多，从而保证信号失真小（基极电流波动对于分电压的影响小），取10倍大，因此就是100uA同时为了获得基极电压为2+0.6V，那么就可以将总电
10、阻分解，再取常用电阻值系列，就获得如上图的值。C3R7是一个交流旁路，是交流反馈电路，R5是一个反馈电阻，负反馈降低了放大倍数，为了获得更好的信号放大，加了这个旁路系统来减少交流负反馈，不改变直流工作点情况下，改变了交流的放大倍数Au=R3/（R5并联R7），但是不可能通过无限制减小R7来获得无限高的放大倍数，因为那样会产生失真，最多能达到直流放大倍数。C2耦合电容，除去本级放大系统的直流成分，由于共发射机的输出有限，因此这个电容不会太大。R4负载RL，在测试时，可以取很小和很大，就会看到放大系统的输出的对比。如果R4很小（如1欧），就是负载功率很大，那么，就会产生信号无输出（失真），从电路来
11、看，交流通路中电流直接从R3和C2、R4流回到地，因此Vc受Q1分流的影响很小。从阻抗匹配来看，本级放大的输出阻抗为R3，而负载阻抗为R4，那么如果R4不是比R3大一个数量级的话，输出电压就随负载大小而波动。这就如一个电源加一个电阻，电源也有内阻，如果电源内阻为1K，外接的电阻为10欧时，那么分压得到的电源输出电压就是约1/100电源电压。如果R4很小，那么获得的电压输出很小，那么其波动幅度就很有限。因此在放大电路和驱动电路中，我们总是希望输出阻抗（就是本级的电源内阻）越小越好。而当本级作为另一个放大电路（驱动电路）的下一级时，那么本级的输入阻抗（也就是作为上一级的负载存在）就越大越好。这就是
12、阻抗匹配的概念。六 多管放大电路面对一个多级放大电路，要很快看出其基本电路的组合，需要先熟悉各个基本电路的特征。上图中，就是一个单管放大电路，加上一个推挽射极跟随器组成的。不能做为成品电路，这只是一个简单的测试，实际的应用还要考虑失真、热性能等补偿而增加的附加电路。 基本共发射极放大电路 推挽射极跟随器Q1 为放大管，对小信号进行电压信号放大，转变成电压幅度的波动。但是其输出电流能力很有限。Q2、Q3：是一个对管，希望是性能相同，这里做测试，可以采用基本一样的管子进行修改参数。射极跟随器，不会对信号进行放大，只是将电压信号转换成电流波动，从电路可以看出，电源经过三极管直接输出到负载，其内阻为0
13、，也就是阻抗匹配中，其输出阻抗为0，是理想状态。如果信号源为直流，那么去掉C5，这个就变成了一个线性电源，通过调整输入信号的电平，就可以获得不同的直流输出。在线性电源中，为了增加输出，会采用很多管并联。C5：由负载功率决定，如果负载功率大，那么电容也就要大。否则低频就会被截去。D1、D2：是为了获得Q2、Q3的基极偏置电压。七 大功率放大电路1 二级射极推挽输出，采用达林顿级联方式，保证了电流被充分放大。2 电压放大倍数并不大，由OP芯片实现，但是电流放大倍数很大。3 由于采用运放作为初级放大，输入电流可以看成是0。电流增益可以说无穷大。4 并联在反馈电阻上的C2的作用是对高频噪声进行充分负反
14、馈，以防止高频振荡。对于高频来说，就直接将输出与输入连起来，那么放大倍数是0，也就消除了高频干扰。5 Q5、Q6的共发射极放大电路的放大倍数，已经被OP的负反馈限制。OP的负反馈电路已经决定了整个电路的放大倍数，非常方便和理想。6 但是为甚么要用Q5和Q6呢，从图可以看出，电源电压是正负45V，而OP的电源只有正负15V，因此对OP的输出要进行信号电压放大。在电压放大后，紧接着是两级电流放大。7 Q4、Q1、Q8构成了射极推挽输出，其中Q4电路是一个温度补偿电路，是防止Q1和Q8热击穿的。8 Q5、Q6的共射极放大电路中，Re=1K，而Rc被射极跟随器的补偿电路所替换，这里这种替换是可以简化电路。9 其中的可变电阻可以调节Q4的基极偏置电压，从而调节Ib，R16的电流是固定的，为0.6V/3K欧=0.2mA。可变电阻八 渥尔曼电路设计 渥尔曼电路的目标是解决，对于共基极放大电路的输入阻抗太低的问题，对于共基极电路，其高频放大性能比共射极电路要好，但是输入阻抗小。 共基极电路与共发射极电路的放大情况基本相同。 渥尔曼电路的特征： 两个三极管这样连接后，就好像一个三极管一样使用。上部分为共基极放大电路，从发射极
