韶关学院
课程设计说明书（论文）
课程设计题目：两级阻容耦合级间电压串联负反馈
放大电路设计
课程：高频电子线路课程设计
学生姓名：罗丽花
学号：0910*******
院系：物理与机电工程学院
专业班级：09电子信息科学与技术（2）班
指导教师姓名及职称：周永明教授
洪远泉实验师
起止时间：2011年2 月——2011年6月
课程设计评分：
（教务处制）
两级阻容耦合级间电压串联负反馈放大电路设计
1.概述
放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端，成为阻容耦合方式。由于电容对滞留的阻抗为无穷大，因而阻容耦合放大电路各极之间的直流通路各不相痛，各级的静态工作点相互独立，求解或实际调试Q点时可以按单级处理，所以电路的分析，实际和调试简单易行，而且，只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，前级的输出信号就可以几乎没有衰减地传递到后级的输入端，因此，在分立元件电路中阻容耦合方式的到非常广泛的应用。
其优点是由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作点相互独立，独立估算；电路的分析、设计和调试方便；电容对交流信号几乎不衰减；缺点是低频特性变差；大电容不易集成。
同时，负反馈在电子线路中有着非常广泛的应用，采用负反馈是以降低放大倍数为代价的，目的是为了改善放大电路的工作性能，如稳定放大倍数、改变输入和输出电阻、减少非线性失真、扩展通频带等，所以在实用放大器中几乎都引入负反馈。
2.两级阻容耦合及负反馈放大电路系统设计
2.1原理分析
阻容耦合放大器是多级放大器中最常见的一种，其电路如图1所示。
图1阻容耦合整体原理图
图1是一个曲型的两级阻容耦合放大电路，有两个共射放大电路组成。由于耦合电容1C 、2C 、C 5的隔直流作用，各级之间的直流工作状态是完全独立的，因此可分别单独调整。
但是，对于交流信号，各级之间有着密切的联系，前级的输出电压就是后级的输入信号，因此两级放大器的总电压放大倍数等于各级放大倍数的乘积u2u1u A A A ?=，同时后级的输入阻抗也就是前级的负载。为了减少电路损耗，第一级的静态工作点应选择的低一些，这样I C1电流的适当减小，就可以减少电路损耗。第二级的静态工作点选择的高一些，放大电路的的非线性失真将得到改善。为了改善放大器性能，电路中引入了两级交流电压串联负反馈（R f ）。这样，电路即可以稳定输出电压又可以提高输入电阻。
2.2 两级放大器静态分析
多级放大电路各级的静态值也是利用其直流通路来求解。对于直接耦合放大电路而言，应写出直流通路中各个回路的方程，然后求解。而对于阻容耦合放大电路，因其各级之间的直流
通路各不相通，各级的静态工作点相互独立，求解静态值时可按单级处理
因耦合有隔直作用，故各级静态工作点相互独立，只要按照单管基本放大器的分析方法，逐级计算即可。 静态工作点表达式： 第一级：
第二级：
2.3 两级放大电路的动态分析
2.3.1中频电压放大倍数的计算.
多级放大电路的电压放大倍数等于各级放大倍数的乘积。 电压放大倍数
u2u1u A A A ?=
单级共射基本放大器的电压增益为：A u=
Re
)1()//(ββ++rbe Rl Rc
特别提示: 后级的输入电阻是前级的负载, 前级的输出电阻是后级的信号源内阻.
2.3.2 输入电阻的计算
放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，那么就要从信号源取电流。输入电阻是衡量放大电路从其前级获取电流大小的参数。输入电阻越大，从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。
放大器的输入电阻i R 是向放大器输入端看进去的等效电阻，定义为输入电压i u 和输入电流i i 之比，如图2所示，即：i
i i i u R =
。
????
?
????-==-=
c CQ CC CEQ
BQ CQ b
BEQ BB BQ R I V U I I R U V I β????
?
????-==-=
c CQ CC CEQ BQ CQ b
BEQ BB BQ R I V U I I R U V I β
图2 输入电压
2.3.3输出电阻Ro
放大器输出电阻o R 是将输入电压源短路时，从输出端向放大器看进去的等效电阻.放大电路对其负载而言，相当于信号源，我们可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。
图3 输出电阻
2.3.4 两级放大的电路的频率响应
此法用于精度要求不高从简从快得情况。首先测出中频电压增益u A ，然后增大或降低频率，将增益下降到中频增益的0.707倍（按分贝算即下降3db ），测出此时所对应的上下
i
i i I U R =1-'=
-'==i
i i i i i i i U U R R U U U I U R
限频率，H f 与L f 之差就称为放大电路的通频带。即：
L H 7.0f f f -=?
幅频特性。阻容耦合放大器中因有电抗元件存在，放大倍数随信号频率而变，高、低频段的放大倍数均会降低。已知两级放大器总的电压放大倍数是各级放大倍数的乘积，则其对数幅频特性之和，即
20l g ︱Au ︱=20l g ︱A U1︱+ 20l g ︱A u2︱
相频特性。放大电路相位移之和。
21???+=
若两级放大器中各级的下限截止频率分别为f L1,f L2，上线截止频率分别为f H1， f H1，则两级放大器与单级放大器的频率响应存在如下近似关系： f L =1.1
212
2
l f L f +
2
11
11
.112
2
H f H f fH
+
=
2.4负反馈对放大器性能的影响
2.4.1 在两级阻容耦合放大器电路的基础上，加接一个反馈电阻Rf ，如图3所示，构成电压串联负反馈电路。
图3 电压串联负反馈电路
负反馈电路的基本形式；（a ）电压串联负反馈；（b ）电压并联负反馈；（c ）电流串联负反馈；（d ）电流并联负反馈。
在分析放大器中的反馈时，主要应抓住三个基本要素：
第一、反馈信号的极性。如果反馈信号是与输入信号反相的就是负反馈，反之则是正反馈。
第二、反馈信号与输出信号的关系。如果反馈信号正比于输出电压，就是电压反馈；若反馈信号正比于输出电流，就是电流反馈。
第三、反馈信号与输入信号的关系。从反馈电路的输入端看，反馈信号（电压或电流）与输入信号并联接入称为并联反馈；串联接入成为串联反馈。
负反馈能有效地改善放大器的性能，主要体现在输入电阻、输出电阻、频带宽度、非线性失真、稳定性等方面。但是放大器性能的改善是以降低其增益为代价的，因而在应用负反馈电路时，必须考虑电路性能改善的同时会引起电路增益的减小。
2.4.1负反馈放大电路增益的一般表达式：
深度负反馈的实质
当Ao 很大时，∣1+AoF ∣>>1：
当∣1+AoF ∣<1： Af>A 引入正反馈 当∣1+AoF ∣<1： Af>A 引入正反馈 F U =
1
Re 1Re +Rf
负反馈式放大电路放大的倍数降低，当 Ao 很大时，负反馈放大器的闭环放大倍数与晶体管无关，只与反馈网络有关。即负反馈可以稳定放大倍数。
2.4.2负反馈改变放大器的输入电阻i R 及输出电阻o R 。
负反馈对放大器输入阻抗和输出阻抗的影响比较复杂。不同反馈形式，对阻抗的影响不同，一般来说，并联负反馈能降低输入阻抗，而串联负反馈则能提高输入阻抗；电压负反馈使输出阻抗降低，电流负反馈使输出阻抗升高。
o o
d
o f d f o i o F A F X X
X X X X X X X A 11
1+=
+=+==&&&&&&&&F A A o o +=1F
A F 1=
输入电阻：
串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻，故输入电阻增加。 输出电阻：
并联负反馈相当于在输入回路中并联了一条支路，故输入电阻减小。
2.4.3负反馈使频带展宽
引入负反馈使电路的通频带宽度增加（图4所示）：
图4
2.4.4 减小非线性失真（图5所示）
图5
i
if R AF R )1(+=)
1(AF R R i
if +=
H
m Hf f F A f )1(&&+=F
A f f m L
Lf &&+=
1
3.电路仿真
3.1测量电压放大倍数
3.1.1未引入负反馈的放大倍数（图6所示）
图6 未引入负反馈的放大电路
3.1.2引入负反馈后的放大倍数（图7所示）
图7 引入负反馈后的放大电路
可见电压串联负反馈的引入，使得电压放大倍数明显减少，两者相差约12.6倍。
3.2测量输入电阻
3.2.1未引入负反馈的输入电阻（图8所示）
图8无负反馈的输入电阻测量电路3.2.2引入负反馈后的输入电阻（图9所示）
图9有负反馈的输入电阻测量电路
可见，电压串联负反馈的引入，使得输入电阻增大。
3.3输出电阻测量
3.3.1未引入负反馈的输出电阻测量（图10所示）
图10无负反馈的输出电阻测量电路
3.3.2引入负反馈后的输出电阻测量（图11所示）
图11负反馈后的输出电阻电路
可见，电压串联负反馈的引入，使得输出电阻增小。
4.总结
通过Multisim 7的仿真分析，直观形象地反映了放大电路引入负反馈后，虽然降低了放大倍数，但放大电路的其他性能得到了改善。教学实践证明，在电子技术的理论课教学中应用计算机软件进行仿真分析，加深了对电路原理、信号流通过程、元器件参数及电路性能的了解，使抽象的理论形象化，使复杂的电路分析变得生动形象、真实可信，让学生在课堂上就能感受到实验才能具有的测试效果，克服了传统理论教学的不足，对提高教学质量、激发学习热情、增强学习的主动性积极性、培养电路设计能力和创新能力具有重要作用。
5.参考文献:
1.邓友娥电子电工技术实验济南大学出版社2010.2
2.杨霓清高频电子线路实验及综合设计机械工业出版社2009.4
3.童师白模拟电子技术基础高等教育出版社2006.5
4.杨志忠电子技术课程设计机械工业出版社2008.6
5.曾兴雯高频电路原理与分析西安电子科技大学出版社200
6.8
6.沈元隆电路分析基础人民邮电出版社2008.2