二阶晶体放大电路与二阶双电源低通滤波电路设计.doc

低频电路课程设计报告 题 目：二阶晶体放大电路和二阶双电源低通滤波电路设计 院 系 专 业 学 号 学生姓名 指导教师  低频电路课程设计报告 题目的要求和意义 题目要求： 1.题目： 两级晶体管放大电路 （1）设计两级晶体管放大电路，输入信号幅度 ≥20mv, 频率为1KHz，电源电压+5V，要求完成下面的技术指标： a. 电压增益Au ≥50b. 输入电阻Ri ≥2KΩ c. 输出电阻Ro ≤50Ω （2）改变输入信号的频率（10KHz和100Hz），电压增益有什么变化？改变什么元件参数达到上述指标。 2.题目： 二阶低通滤波器 （1）设计二阶低通滤波器，电源电压±5V，要求完成下面的技术指标： a. 滤波器的截止频率fH ≤100HZ；. 通带电压增益Au ≥ 1　； 课程研究的意义： 1）培养自我查阅资料，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考﹑深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。 2）利用所学过的知识初步掌握工程设计的技能巩固和加深对电路的理论知识输入信号加到前级的输入端，经过前级放大后加到后级的输入端，再经后级放大。在两级放大器中，放大器的输入端事实上就是前级的输入端，前级的输出也就是后级的输入，后级的输出也就是两级放大的输出；前级是后级的信号源，后级是前级的负载。因此，两极放大的线性电压放大倍数就等于前后两级放大倍数的乘积；放大器的输入电阻就是前级的输入电阻；放大器的输出电阻就是后级的输出电阻。 图1 3）元件清单： 电容1 （2个） 电容2 电阻1 电阻2 电阻3 电阻4 电阻5 电阻6 电阻7 运放 22uf 100uf 51kΩ 15kΩ 3.6kΩ 27Ω 510Ω 150kΩ 3.3kΩ S9013 4）数据记录： 输入信号峰峰值（Mv） 22 输出信号峰峰值（V） 1.65 表1 频率（Hz） 10 100 1k 10k 100k 1M 10M 输出信号峰峰值（V） 0.30 165 1.65 1.65 1.63 0.68 0.12 表2 5）数据计算： 由表1可知，Au=Uo／Ui=1650/22=75 用万用表测得β=98 rbe1=【200+（1+β）】26/IE1=1.48KΩ ， rbe2=【200+（1+β）】26/IE2=2.1KΩ 所以，Ri=Rb11//Rb12//【rbe1+（1+β）Re’】 ≈3.3 KΩ Ro=Re2//（Re1+rbe2）/（1+β）≈42Ω 6）结论与分析: 由计算结果可知该电路的输入电阻很大，大于2 KΩ，输出电阻很小，小于50Ω，电压增益大于50。故该电路达标。 有图表2，可知当频率由10Hz变化到1MHz过程，信号在100Hz到100kHz基本保持不变，当信号过于小时或过大时才变化较大，这与电路中的旁路电容有关。 题目： 二阶低通滤波器 1）低通滤波器原理： 有源低通滤波电路基本概念： 滤波电路的作用就是允许某段频率范围内的信号通过，而阻止或削弱其他频率范围的信号。有源滤波电路由电阻、电容和集成运算放大器组成，又称为有源滤波器。有源滤波器能 够在滤波的同时还能对信号起放大作用，这是无源滤波无法做到的。根据滤波电路通过或者 阻止信号频率范围不同，可将滤波电路分为低通、高通、带通河带阻电路。本文讨论的是有源低通滤波电路的设计与仿真研究。有源低通滤波电路能够通过低频信号，抑制或衰减高频信号。 有源低通滤波电路的组成和实验原理： 二阶压控电压源低通滤波电路由两个RC 环节和同相比例放大电路构成，电路如图所示。 有源低通滤波二阶电路图（1） 电路性能参数 其通带电压放大倍数即为同相比例放大电路的放大倍数： 其传递函数： 其中： Wo=1/RC 截止角频率，它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率。 品质因数，它的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性的形状。 不同Q值的有源低通滤波电路的幅频特性曲线 通过分析可知：当信号频率大于截止频率时信号的衰减率只有20dB/十倍频。而且在截止频率附近，有用信号也受到衰减。二阶压控有源低通滤波电路衰减可以达到40dB/倍频。而且在截止频率附近，有用信号可以得