負反饋放大器設(shè)計與制作報告

1、16負反饋放大電路的設(shè)計與制作一、技術(shù)指標(biāo)（1）工作頻率：30HZ30KHZ（2）供電電源：直流電壓源1215V（3）信號源：Ui =10Mv(有效值) 內(nèi)阻Rs=50（4）輸出要求：U01v(有效值) 輸出電阻<10 輸出電流I01mA(有效值)(5) 輸入要求：輸入電阻>20 k(6) 工作穩(wěn)定性：當(dāng)電路元件改變時，若AuAu=10%，則AufAuf<1%二、方案論證1、設(shè)計思路由工作頻率為30HZ30KHZ知該放大器為交流放大器；由Rif>20K知，須引入串聯(lián)負反饋，以提高輸入電阻；由Ro<10知，須引入電壓負反饋，以降壓輸出電阻；由Ui=10mV、U01V

2、推出：Auf=100;由=10%;1%推知反饋深度： 1+AF=10.故； A=(1+AF)Af10×100=1000.綜上所述，此設(shè)計電路應(yīng)為交流電壓串聯(lián)負反饋放大電路。2.、 方案一 (如圖所示)（1）原理圖（2）工作原理A1、A2組成第一級差動電路 輸出 Uo1Uo2=（Ui1-Ui2）Au1A2組成第二級差動電路 輸出 Uo=（Uo2-Uo1）Av2Ui1-Ui2=即 Uo1-Uo2=輸出電壓： U0=-=-令: R2=800.R=Rf=20K時；R=10K U0= =-102Uid其中，4個5PF的瓷片電容是相位補償電容，防止電路自激（3）主要參數(shù)1）A1、A2、A3必須是

3、CF351集成寬帶運算放大器（050KHz）2）Rid=100M3）Rod14）當(dāng)A1、A2如圖所示時，放大倍數(shù)為-1023、方案二1、電路原理圖（如圖所示）2、特點：雙列直插塑封16腳3、工作原理：與上述圖1三運放儀用放大器相同，不同的是它是制作在一塊芯片上的，型號是INA102，后一級是電壓跟隨器，型號是CF741。4、四種放大倍數(shù)表2-1增益引腳連接增益引腳連接16和71003和6和7102和6和710004和7,5和6 3、.組成儀用放大器 （如圖3所示）圖3兩個1F的電容為去耦電容。Rw為輸入級失調(diào)調(diào)節(jié)電位器，將引腳和和短接。Auf=100，A1為INA102，A2為CF741集成運

4、放，組成電壓跟隨器。由于無外接器件，故放大器的放大倍數(shù)的穩(wěn)定性很好4、方案三1、原理圖由分立元件組成的負反饋放大器（如圖4所示）圖42、工作原理：A1、A2是兩級直接耦合放大電路A3是射隨器共集放大電路，用以降低輸出電阻，提高帶負載能力，如圖所示時，放大倍數(shù)為102.3、主要參數(shù)：Rid=26KRod8.6<10BW=300KHzAv=11431+AvF=11綜上所述：負反饋放大電路是有基本放大電路和負反饋網(wǎng)絡(luò)組成。由電阻、電容、二極管、三極管等分立元件構(gòu)成共基、共射、共集等基本放大電路。將輸出信號的一部分或全部引回到輸入端并使輸入信號減小的某種電路稱為負反饋網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)過布線、焊接、調(diào)試等

5、工作后負反饋放大電路形成。這種電路設(shè)計思路清晰，三方案均滿足給定技術(shù)指標(biāo)，但方案三由學(xué)校統(tǒng)一采購元器件，同時有能培養(yǎng)我們的手動能力，故選定方案三為本次設(shè)計終選方案。三、電路設(shè)計1、電路方框圖A1FA2A3UIU000 擬選定T1,T2,T3為3DG100A.=50.查半導(dǎo)體手冊，3DG100的Pcm=100,ICM=20,U(BR)CEO20V，ICEQ0.01,fT150MHz.2、參數(shù)估算1）、第三級元件參數(shù)的估算。 U0=1V. I0=1.=>RL=1K（1）確定Re3和VCC。取VCC=12V一般取ICQ3=IEQ3=1+2Iom=1+2×1.4=3.8 或ICQ3=1

6、+=1+=3.12設(shè)定.IEQM=3.5.由RE3=(12)RL.取RE3=2 K（2）確定RB31,RB32 UEQ3=3.5×2=7V，UBQ3=7.7V IBQ3=70由此.IRB31=(510)IBQ3故 IRB31= 5 IBQ3=5*70=0.35 RB31=22 KRB32=12.3 K取 RB32=13 K(3）確定C2和C3由于是三級放大，由fL=30HZ，fH=30KHZ=> fLn=15HZ FHn=59KHz n=1,2,3 Ri3=RB31/RB32/(1+3) =22/13/51×0.676.6 K忽略第二級的輸出電阻（圖Rc2 單出）則

7、C2=(310) （310） =（4.8216.1）×10-6 F選用10/25V的電容器3=C3(RL+Re3/) =C3(1+2) =1.173×103C3C3= 9C3=(310)取C3=100/25V2）、 第二級放大電路元器件參數(shù)的估算 為了穩(wěn)定該級放大倍數(shù)，電路中引入了反饋電阻RF2 一般RF2為幾十幾百.令取為RF2=51 令設(shè)IEQ2=1 Au2=-40Au2=- =-11.9 Ri3/RC2=-40Ri3/RC2=3.36即 =3.36Rc2=6.8K取UCEQ2=3V則UCEQ2=VCC-ICQ2RC-UEQ2 UCEQ2= VCC-ICQ2RC-UCE

8、Q2 =12-6.8-3=2.2VRe2+RF2= =2.2KRe2=2.2-0.0512.2KRi2=rbe2+(1+)*RF2=1.6+0.05×51=4.2KC2(310)* 10) 48)F取 C3、輸入級元件參數(shù)的計算 為了提高輸入電阻,I應(yīng)小一些，要使放大倍數(shù)高一些I應(yīng)大一些，故選取I令A(yù) 則 A即 R取 令 U 令 故 取 UBQ2= 取 由 10)取由取 由 取 4、 反饋元件，及的計算由據(jù) 1+AF=11 AF=10 設(shè) A=1000 F=又 F= 取 說明： 因為小信號放大，電流較小，故電阻一律選1/8w，碳膜或金屬膜電阻器。電容器一律選CD型，鋁電解電容器額定工

9、作電壓25V。四、驗證技術(shù)指標(biāo)1、核算Au（1）輸出級電壓放大倍數(shù)其中 （2）中間級電壓放大倍數(shù)其中 （3）輸入級電壓放大倍數(shù)其中： (4）核算輸出電阻： =2/5.1/ =81AUf=1+=1+=1021+AF=11.3Rof=7.2<10（5）推算輸入電阻： Ri=RB1/Ri1=51/Rbe1+(1+1) RF1/RF3 51/2.96+51×0.0515.0K Rif1=(1+AF)Ri=11.3×5=56.7K Rif= Rif1/Rb1=56.7/51=26.8K>20K（6）推算通頻帶：上限截止頻率的驗證 fT1=fT2=fT3150MHZ=Au*

10、BW， FT1=FT2=FT3 BW1= ×1065.0MHZ BW2=3.83MHZ BW3=150 MHZ fH=0.51×min5.0 , 3.83 , 150 =0.51×3.83=1.95MHZ>30KHZ下限截止頻率的驗證fL1= =15.3HZfL2= =16.74HZfL3= =1.73HZfLN=max=16.74 fL=fLN×1.96=16.7×1.96=32.7HZ滿足通頻帶要求本例的方案從理論和實踐上均證明它不致產(chǎn)生振蕩，如果自激，可以在T的集電極和基極之間并接20PF瓷片電容，可消除高頻自激。五 、元器件清單所

11、用元器件如下表所示。序號器件名稱數(shù)量備注1電阻12電阻33電阻24電阻15電阻16電阻17電阻18 電阻19電阻110電阻111電容4有極性電解電容12電容3有極性電解電容133DG100三極管3功率小，不失真六、 電路的制作與檢測一、電路制作1制作過程（1）印制電路的手工設(shè)計（2）單面敷銅板下料，打磨邊沿。按30×40m2下料。打磨邊框的毛刺。保證邊沿平直。（3）拓藍：將設(shè)計好的PCB圖復(fù)制在敷銅板的銅面上。（4）涂保護膜，可涂指甲油。油漆等油性涂料涂持在布線和地線上。（5）涂膜邊緣修整：使之布線、焊盤邊沿整齊、美觀、粗細均勻一致，大小一樣。（6）腐蝕：在1：3的三氯化鐵溶液中腐蝕

12、，在腐蝕過程中避免碰撞出現(xiàn)裂紋和腐蝕過頭。并將腐蝕好的印制板清潔干凈，腐蝕過程中應(yīng)保持地面及周圍環(huán)境的干凈衛(wèi)生。（7）鉆孔：用鉆床在每個焊盤的中心位置上鉆的通孔（8）去氧化氣涂助焊劑 ：用小刀（鑷子）或砂紙輕輕刮去布紙上的保護層，氧化層，再涂一，兩遍助焊劑。已設(shè)計好的印制電路圖（PCB圖）如圖5所示 二 元器件的組裝 1、元器件的認知與檢測，將23個電路元件分類，分別測出（讀出）其參數(shù)。判定引腳的名稱或功能或極性2、元件引腳（線）成型，（電阻線裝，電容按樣式安裝成型） 3、裝配：將元件對號入座，裝入待焊接的位置上，保證引腳或極性正確。三 焊接1、先將13個電阻貼板焊接（即臥式貼印制板）注：焊接

13、五步驟法：25-35w烙鐵（1） 將烙鐵加熱1-2min，插入松香中即飄出一縷白煙，溫度正好 ，若不冒白煙，則溫度不夠。每個焊接點在4-6s鐘完成。（2） 焊盤引腳加熱（1s）（3） 喂錫 （1s）（4） 撒焊料浸潤 （1s）（5） 去烙鐵冷凝，形成合金（1-3s）2、立式貼板焊接電容器。（工藝上同，但不同的是電容器立式緊貼印制板）3、立式懸空焊接三極管。注：三極管下面平面應(yīng)（）印制極4-7mm高4、剪去過長引線，在焊點上方1-2mm處剪去過長引線5、焊點質(zhì)量檢查，補焊或重焊。若發(fā)現(xiàn)漏焊，虛焊式焊點不合攏,毛刺，凹陷，折皺，不對稱，不點亮等應(yīng)進行重焊式補焊。一定要保證焊點質(zhì)量6、連接導(dǎo)線的焊接

14、。按設(shè)計好的長度將連接導(dǎo)線分成若干根；一端按10mm，另一端按2030mm熱截法剝?nèi)ソ^緣層；捻頭（即按同一方向?qū)兂木€頭搓緊）；對線頭搪錫；將導(dǎo)線與印制極頭連接四 電路的測試與測量1 靜態(tài)測試（1）將直流電源輸出電壓調(diào)至12v，接通放大器令信號發(fā)生器輸出正弦波，fs=1KHz,輸出電壓有效值為 10mv，再用毫伏表測量，示波器觀察其波形（2）放大倍數(shù)測量將10mv的正弦波電壓加到放大器的入端用示波器觀察其輸出波形，有還是無，是否正常，若正常用毫伏表（先打到3v擋）測量輸出電壓的大小若無輸出或者波形不正常需要找原因，直到正常為止，Ui、UO波形，記下Ui、UO的大小、和頻率f.計算 Auf 結(jié)

15、論 ：VCCVVE1VE2VE312V10.2V1.1V1.9V6.8V（3）通頻帶測量：保持Ui=10mv不變，逐漸減小頻率使U0下降 使U0=0.707中Uomax時，觀察U0波形波形并記錄fL=0然后逐漸增大頻率，同樣使U0下降到0.707。Uomax時，觀察Uo波形，記下對應(yīng)的fH=? 則BWf=fH-fL 結(jié)論（2）：fL=30Hz，fH=732KHz，BW=731.97KHz。（4）Rif的測量保持Ui=10mv,fs=1KHz 在信號源與放大器輸入端之間串?dāng)?shù)一個20K 的電阻Rs調(diào)節(jié)信號源輸出電壓使Ui=10mv。用毫伏表測出Us= mv計算：Rif=Rs 只要US<20V 則 Rif>20k（5 ） RO的測量 斷開RL測量UOC（保持Ui=10mv不變） RO=RL 只要 UOCUO. RO0 (6 )Au的測量斷開RF3 支路。 令 Ui=1mv, fs=1kHZ 測量 UO 計算Au= UO/Ui=1000（7）反饋深度的計算 1+AF= >=10 五、輸出波形： 八、總結(jié)與體會經(jīng)過這段時間的刻苦實驗，我的課程設(shè)計終于完結(jié)了。我在這次課程設(shè)計中可以說是受益匪淺，不僅將書本上的理論知識進行了深入理解，同時也明白了實踐的重要性。在這次實訓(xùn)中我了解電子產(chǎn)品設(shè)計與制作的一般過程，掌握電子電路設(shè)計的基