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1、电子系统设计实验报告电子系统设计实验报告1、设计要求（选做其一即可）设计要求（选做其一即可）1、视频信号放大器设计1.任务与要求用通用电路板和分立元件设计并制作一个能对视频信号（15Hz6MHz）进行放大的电路。2.基本部分技术指标(1) 放大器的带宽：20KHz6MHz；(2) 放大器的增益：25 倍（Uipp50mV） ；(3) 放大器的输入、输出阻抗均为 2K；(4) 带内平坦；(5) 供电：5V。3. 发挥部分技术指标(1) 在保证带宽不变的情况下增加放大器的增益；(2) 扩展放大器的带宽，达到：15Hz6MHz。低端截止频率尽量低，高端截止频率尽量高。2、音频信号放大器设计1.任务与
2、要求用通用电路板和分立元件设计并制作一个能对音频信号（10Hz20KHz）进行放大的电路。2.基本部分技术指标(1) 放大器的带宽：1KHz15KHz；(2) 放大器的增益：40dB（Uipp50mV） ；(3) 放大器的输入阻抗大于 500K，输出阻抗小于 2K；(4) 带内平坦；(5) 供电：12V。3. 发挥部分技术指标(1) 在保证带宽不变的情况下增加放大器的增益；(2) 扩展放大器的带宽至：10Hz20KHz；(3) 增加一测量装置，能显示出放大器的输出幅度；(4) 增加 AGC 功能，启动 AGC 后能使输入信号幅度在20mVpp100mVpp 范围变化时，输出幅度稳定在 1Vpp
3、 ；(5)尽量降低放大器的供电电压。二、方案设计与论证二、方案设计与论证我组选做实验 2（音频信号放大器设计）依要求放大倍数需较大，因此中间放大电路部分采用达林顿连接的共发射极电路；输入阻抗要求较大，因此采用输入阻抗高的 FET作为初级放大电路；输出阻抗要求较小，则采用共集电极放大电路作为输出级电路。3、参数分析与计算参数分析与计算源级放大器采用课本上的经典模式，R8=R3=1M，C8=10F，输入大约为 1mA，电源 12V。在一级放大发射极电流的电阻 R5+R4上，设所加电压为 2V，略去晶体管的基极电流，IE1=IC1=1mA，R5+R4= =2k，R3越大，2V 1mA第一级放大器增益
4、越大，尽可能提高阻值，增加增益。R3上的电压取 10V，给 R7留 5V 电压，R3等于 10k。R7上的电压为 5V，电流为 2mA，R7=2.2k，为了使输出增幅更大，R6上压降为 5V，R6= =2.5k。5V 2mAR8与 R4是决定电路增益的重要反馈电阻，R8与电路的输出电阻有关系，不可以做的太小。在发射极电路集电极直接作为输出的电路结构情况下，R8的范围是几千欧到几十千欧。这里取R8=15k。可以知道 R4=100。为了使第一发射极的电阻R4+R5=2k。发射极电流为 1mA。R52k。对于 R1和 R2，为了略去基极电流的影响，在 R1、R2上通过基极 10 倍的电流，所以 R1
5、、R2上电流为 0.1mA，R1= = 9.4V 0.1mA94k，R2= ，在电路系列中取值。R1=150k，R2=33k。2.6V 0.1mAC1，C5是将直流电压切去的耦合电容，C1=C5=10F，C6，C7是将电源去耦的电容，这里取C6=10F，C7=0.1F。C2是使第一放大级交流发射极电阻成为 R4本身值，对 R5旁路的旁路电容。为了降低截至频率，取 C2为 100F 稍大的值。C3是提高第二个放大器的增益，将 R7旁路使得第二放大极交流发射电阻为 2.2k 的旁路电容。这里取 100F 稍大的值。C4是将第二个放大器集电极直流部分切断，仅让交流部分通过 R8进行反馈用的电容器。相
6、对 R8交流阻抗要非常低。这里取 C4=10F。4、测试方法及结果测试方法及结果连接电路，将电路输出端连至示波器，输入端接信号发生器，接好 VCC=+6V，VEE=-6V 和 GND。1、将信号发生器的峰峰值调至 10mV，频率调至 10kHz，通过示波器观察波形是否有明显失真，记录输出峰峰值；2、将信号发生器频率调至 10Hz，通过示波器观察波形是否有明显失真，记录输出峰峰值；3、将信号发生器频率调至 20kHz，通过示波器观察波形是否有明显失真，记录输出峰峰值。4、测试电路的输入阻抗和输出阻抗。测试输入阻抗时，先测出原电路输出信号峰峰值，再在输入端串入 500K 的电阻，测出输出信号峰峰值
7、，通过比值计算出输入阻抗；同理可测出输出阻抗。测试结果记录：信号频率输出峰峰值（V）输出信号波形10Hz1.1910kHz1.6820kHz1.465、实验心得实验心得本次实验选取工作在低频范围的音频放大器，考虑到高频系统工作比较不稳定，但真正去做低频工作电路时发现并不是那么简单。首先根据参考书籍和电路仿真，不断更改参数以达到一个较为理想的结果。其中遇到了两个问题，其一：增益与带宽的矛盾，由于要求带内平坦并且满足增益，又要使带宽满足 10Hz20kHz，这就要求提高增益带宽积，虽然做了许多尝试，但是并未得到什么好的效果，最终只能取一个相对好的数据；第二，要求尽量降低放大器的供电电压，但是供电电
8、压降低之后要么增益不足，要么波形失真，最终通过适当调整静态工作参数能达到一定的改善。在测试输入输出阻抗时，我们的输出波形与设想的相差甚远。在测输出阻抗时，我们串了一个 1.95K 的电阻，输出波形出现了底部切割失真，此时峰峰值为 1.50V，原电路的峰峰值为 1.64V，如果这样算正确则输出电阻为 0.182K。而在测输入阻抗时，我们串了一个 404K 的电阻，此时输出波形为一个奇怪的不规则波形，且峰峰值达到了 67V，因此无法测出输入电阻。暂时还不清楚是什么原因，应该可以使用其他的方法来测出其输入输出阻抗。我们也尝试了发挥部分的 AGC 的设计，但是由于缺乏对 AGC比较深入的理解，最终失败。在网上或是图书馆借阅的书籍都没有比较具体的 AGC 的设计方法和简单可行的设计介绍，我们在图书馆找到运用负反馈等的 AGC，但是难以应用到本设计之中，由于时间有限，希望在以后有空闲时间时能研究出来。6、附件附件1、仿真使用电路：2、仿真结果：
