放大电路

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放大电路范文第1篇

关键词 Protues；放大电路；仿真操作

中图分类号TP31 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）86-0188-02

Proteus 软件具有强大的调试功能和软硬件相结合的仿真系统，多用来调试单片机程序和仿真单片机器件的工作情况，一般情况下该仿真软件学习和单片机课程是同时开设的，同学们往往因为对软件不熟悉，而仿真不出应有的效果，学习积极性受到挫折。为了使同学们提前熟悉Proteus 软件的环境，我们在电子技术部分就开始使用该软件进行仿真，为今后单片机电路仿真做好准备。

1 原理图的绘制

1）新建一个设计

选择工具栏里的“”按钮，然后单击“文件”选择“文件另存为”，在弹出的对话框中选择一个路径，并在文件名框输入“单管共射放大电路”，再单击保存即完成一个电路设计。

2）元件的选取

首先选择“器件和仪器工具栏”的“”图标如图1所示，然后单击“ ”按钮，弹出“Pick Devices”窗口如图2所示。这时我们可以在关键词中输入要选择的元件的类型名称，在结果中就可以看到想要的相应类型元件，根据电路所需的具体型号在结果中双击该元件，即可将该元件添加到“DEVICE”栏目下。有些元件名称我们不熟悉，可以参考Protues 的元件库中英文对照表来进行选择。对于电源和地，需要左键单击“”按钮，这时在左侧元件列表中就会看到电源“POWER”和地线“GROUND”可供选取。正弦交流信号的选取，左键单击：“”，然后从元件列表中选择“SINE”即可。

3）元件的放置

isis操作页面的中右侧是搭建硬件电路系统原理图和显示系统运行状态的区域。点击已选好的“元件列表”中的元件，在工作区的任意位置点击左键就可将该元件放入工作区内，注意元件之间要留出一定距离，以方便连线。

有些元件在放置完成后，由于元件方向或位置需要调整，这时需要按下工具栏中的“”按钮，在绘图区选中（单击或框选）需要编辑的元件，对其进行移动、旋转或复制操作。

5）元件参数的修改

对于电阻、电容、二极管等元件，需要修改其名称或数值，双击要修改参数的元件，弹出元件参数设置对话框，可以修改元件名称和参数值，以电阻元件为例，如图3所示，可以修改其元件名称和阻值。

6）连线：按下工具栏中的“”按钮，此时鼠标变成铅笔状，将鼠标移至连线起点元件的引脚处单击，拉动鼠标，在终点另一个元件引脚处单击即可完成连线操作，连接好的电路图如图4所示[1]。

2 电路的仿真

在绘制好的电路图中单击运行按钮“”即可仿真电路运行，为了方便观察电路的电压和波形图，我们在电路中使用电压探针（Voltage probe）检测直流电压，用示波器观察输入、输出电压波形，电路连接如图5所示。

首先，调试静态工作点，断开交流电源，将电位器电阻调至最大，按下运行按钮，调整电位器电阻，使放大电路工作在合适的静态工作点。然后将交流信号接入电路，调整交流信号源幅值为10mV，频率为1000Hz，通过PROTEUS提供的虚拟示波器（Oscilloscope）观察A通道放电路输出的波形和B通道输入信号的输入波形，如图6所示，通过示波器我们可以看到输入波形和输出波形反相，输出波形的峰峰值为400 mV，可以计算出放大电路的放大倍数约为200 ，调整输入信号的大小，观察饱和失真和截止失真的波形图。

3 结论

通过Proteus软件平台对单管共射放大电路的详尽的仿真分析，调动了初学者的学习兴趣、和积极性，为今后单片机的仿真分析打下了基础，同时， Proteus软件对于模拟电子技术的教学演示和实际设计都具有很大的辅助作用[2]。

参考文献

放大电路范文第2篇

关键词：压电传感器；电压放大器；电荷放大器；运算放大器

中图分类号：TN721.1 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）02-0027-03

0 引 言

传感器是感知各种信号的最直接工具。自产业革命以来，各式各样的机器不断地出现，代替了以前很多由人直接从事的劳动，人类社会也因此逐步进入了工业社会时代。为了改善机器的性能以及提高机器的智能化程度，需要实时地测量反映机器工作状态的信息，并利用这些信息去控制机器，使之处于最佳工作状态。为了便于测量和控制，传感器就成了必不可少的信号拾取工具，它能将各种被测控量（信息）检出并转换成便于传输、处理、记录、显示和控制的可用信号（一般为电信号）。

目前，传感器种类繁多，几乎各个领域都有传感器的影子。在众多的传感器中，压电传感器以其具有工作频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠、体积小、重量轻等特点，被广泛应用于工程力学、电声学、生物医学等领域的动态测量。

弄清压电传感器的工作机制及信号调理电路，对于更好地使用压电传感器进行各种测试具有十分重要的意义。

1 压电传感器的工作原理

2 压电传感器前置放大电路

2.1 压电传感器等效电路

2.2 压电传感器的两种前置放大电路

压电传感器的前置放大器有两个作用：一是把压电式传感器的高输出阻抗变换成低阻抗输出；二是放大压电传感器输出的微弱信号。压电传感器的输出信号可以是电压，也可以是电荷。因此，前置放大器也有两种类型：一种是电压放大器，它的输出电压与输入电压（传感器的输出电压）成正比；另一种是电荷放大器，其输出电压与传感器的输出电荷成正比。

3 结 语

压电传感器是动态测试的重要工具，由其产生的动态信号极其微弱，所以在用一般的测试仪表对其进行测试以前必须进行放大，否则传感器所检测到的信号就无法得到。通过本文的分析可知，用于压电传感器的前置放大电路有两种，即电压放大和电荷放大，这两种放大方式各有优缺点。电压放大器的优点是电路简单、容易实现，缺点是受电缆的影响大；而电荷放大器的优点是与电缆长度无关，因而可以进行远距离测量，缺点是电路复杂，设计要求高。随着电子技术的发展，电荷放大器的这些缺点可以克服，所以，电荷放大器将成为压电传感器的主要前置放大器。

参考文献

[1] 郭爱芳，王恒迪.传感器原理及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2007.

[2] 何道清.传感器与传感器技术[M].北京：科学出版社，2004.

放大电路范文第3篇

《差动放大电路》来自《电子技术基础与技能》模块三，课题二，这个模块主要介绍集成运放及应用，前一课题介绍了集成运放存在的问题——零漂，这节课是在这个问题的基础上，进一步探求其解决办法，而最常用最有效的就是采用差动放大电路，差动放大电路在生活中应用十分广泛，学习它可以提高同学们的电路分析能力，激发学习兴趣。

二、学情分析

我面对的是职高一年级电子专业的学生，他们对实际应用中的知识很好奇，动手操作能力较强。但由于这节课理论性较强，对中职学生难度较大，加之，学生对理论性的知识兴趣不大，所以在教学环节设计上我特别注意调动学生的兴趣和直观呈现抽象的理论知识。

三、教学目标

基于我对教材的理解和学生情况的分析，我从以下三个方面设计这节课的教学目标：知识与技能：认识基本差动放大电路，知道它的特点；理解差动放大电路的作用。过程与方法：通过小组实验，培养学生动手操作能力和收集处理实验数据的能力。情感态度价值观：通过实验操作，激发学习兴趣，培养协作精神和安全用电意识

四、教学重难点

重点：基本差动放大电路的特点；差动放大电路的作用。(由于差动电路的作用，理论性较强，学习难度较大，将它作为教学难点)难点：差动放大电路的作用。

五、教学过程

本节教学内容是一节纯理论性的课，为了降低学习难度，激发学生的学习兴趣，提高学习的积极性，我让学生通过实验用数据将抽象的理论知识形象直观地展现出来。所以我以“兴趣”为起点，“活动”为主线将整个教学过程，分为了五个环节：

1.实例展示，激趣导课。上课后，我先让同学们伴随着轻松欢快的音乐欣赏一组生活中的实例图片，在观看的过程中，我会在旁对实例做简要的介绍，观看结束后，我这样对同学们说：“在这些实例中，都会用到一个电路——差动放大电路，那这个电路它长什么样，在实例中又有什么样的作用呢？这节课我们就一起来学习它。” 这样利用理论知识在生活中的应用实例引入新课，让学生清楚学习这部分知识的重要性，同时激发他们的求知欲望和学习兴趣。

2.观察对比，认识电路。新课的第一个环节是，认识电路，我让学生通过观察电路图，寻找电路特点。进而认识这一类电路具体过程是：我先用PPT展示基本差动放大电路的电路图，和学生已经学过的基本放大电路图，学生观察对比这两个电路，找出他们的关系，最后用自己的话语总结出差动放大电路的特点。根据学生观察的情况，我再根据电路图引导他们归纳出电路的特点：(1)左右对称。(2)两个输入端。(3)两个输出端。通过对比已学过的电路图，再得出结论，让学生在已有电路的基础上去认识新电路，降低了知识的难度，并培养学生通过观察、对比得出结论的问题分析能力。认识了电路，那这个电路有什么作用呢？这个问题，我让学生通过小组实验来自主探究。

3.小组实验，探究作用。在这个环节中我使用任务驱动法，给学生设计了一个实验。实验内容是：分小组，先接通试验箱上典型差动放大电路；然后给电路输入不同的电压信号，测量输出电压；对比输入和输出电压的大小关系，归纳出电路的作用。具体过程是：要求6个人为一组，按照PPT上展示的电路图，先接通试验箱上典型差动放大电路，在学生连接电路过程中，我主要进行巡视，纠错和效果评价，每一组连接的电路经我检查正确后再接通电源。还要特别提醒学生，在接通电源之前一定要先检查确认电路连接正确，注意用电安全。

4.引导分析，理解作用。我用问题的形式引导学生结合电路图，从理论上来分析输入不同的信号时电路的输出，最后从理论上归纳得出差动放大电路的作用：抑制共模信号，放大差模信号。这样通过直观的实验数据得出结论，再结合电路分析，从理论上来验证结论，让学生进一步、理解差动放大电路的作用，培养学生的电路分析能力，同时学生得出的结论后再去验证，可以增强他们学习的成就感，激发学习兴趣。得出了结论，关键还要用这个结论，接下来，我让同学们结合实际应用中的需要和电路的作用思考“生活中，在哪些场合需要用到差动放大电路，试举例说明”在学生思考回答的基础上我再加以说明，补充。

5.归纳巩固，完成建构。通过以上几个环节的学习，学生对差动放大电路有了一定的认识。接下来我采用提问回答的方式让他学生归纳这节课的收获，在学生总结的基础上，我再强调这节课要重点掌握的差动放大电路的作用，通过学生的归纳总结和我的点拨，完成对知识的建构。为了让学生进一步巩固，应用所学知识，针对不同的基础和技能水平的同学我特别布置了不同的课后作业，并特别鼓励基础较好的同学尝试改进基本差动差动放大电路。这样以满足不同学生的学习需要。

六、说课小结

放大电路范文第4篇

【关键词】电子线路；反馈；判断；反馈类型

负反馈在电子电路中的应用非常广泛，引入负反馈后，虽然放大倍数降低了，但是换来很多好处，在很多方面改善了放大电路的性能。例如，提高了放大倍数的稳定性；改善了波形失真；尤其是通过选用不同类型的负反馈，来改变放大电路的输入电阻和输出电阻，以适应实际的需要。在电子技术的教学中，负反馈的判断一直是一个重点和难点内容。以下为反馈类型的判断方法。

1.判断反馈回路的元件

电路的放大部分就是晶体管或运算放大器的基本电路。而反馈是把放大电路输出端信号的一部分或全部引回到输入端的一条回路。这条回路通常是由电阻和电容构成。寻找这条回路时，要特别注意不能直接经过电源端和接地端，例如图1如果只考虑极间反馈则放大通路是由T1的基极到T1的集电极再经过T2的基极到T2的集电极；而反馈回路是由T2的集电极经R1至T1的发射极。反馈信号Uf=Ve1影响净输入电压信号ube1。

任何同时连接着输出回路和输入回路，并且影响着输入回路的元件，都是反馈元件。所以可以通过直接观察电路的方法，很快地辨认出电路的反馈元件。例如课件图2所示，图2a）中电阻Rf是反馈元件；而图2b）中电阻Rf就不是反馈元件，因为它只连接到输入端的接地点，并没有对输入端起到任何影响。

2.反馈类型的判断

2.1 交直流的判断

根椐电容“隔直通交”的特点，我们可以判断出反馈的交直流特性。如果反馈回路中有电容接地，则为直流反馈，其作用为稳定静态工作点；如果回路中串联电容，则为交流反馈，改善放大电路的动态特性；如果反馈回路中只有电阻或只有导线，则反馈为交直流共存。如图3所示：

2.2 正负反馈的判断

正负反馈的判断使用瞬时极性法。瞬时极性是一种假设的状态，它假设在放大电路的输入端引入一瞬时增加的信号。这个信号通过放大电路和反馈回路回到输入端。反馈回来的信号如果使引入的信号增加则为正反馈，否则为负反馈。在这一步要搞清楚放大电路的组态，是共发射极、共集电极还是共基极放大，放大电路组态如表1所示。每一种组态放大电路的信号输入点和输出点都不一样，其瞬时极性也不一样，如图4所示。相位差180℃则瞬时极性相反，相位差0℃则瞬时极性相同。运算放大器电路也同样存在反馈问题。运算放大器的输出端和同相输入端的瞬时极性相同，和反相输入端的瞬时极性相反。

依据以上瞬时极性判别方法，从放大电路的输入端开始用瞬时极性标识，沿放大电路、反馈回路再回到输入端。这时再依据负反馈总是减弱净输入信号，正反馈总是增强净输入信号的原则判断出反馈的正负。

在晶体管放大电路中，若反馈信号回到输入极的瞬时极性与原处的瞬时极性相同则为正反馈，相反则为负反馈。其中注意共发射极放大电路的反馈有时回到公共极——发射极，此时反馈回到发射极的瞬时极性与基极的瞬时极性相同则为负反馈，相反则为正反馈。图5所示中的瞬时极性判断顺序如下：T1基极（+）T1集电极（-）T2集电极（+）经R1至T1发射（+），此时反馈回到发射极的瞬时极性与基极的瞬时极性相同所以电路为负反馈。在运算放大器反馈电路中，若反馈回来的瞬时极性与同一端的原瞬时极性相同则为正反馈，相反则为负反馈；若反馈回来的瞬时极性与另一端的原瞬时极性相同则为负反馈，相反则为正反馈。

2.3 串联与并联反馈类型的判断

放大电路范文第5篇

关键词：自举电容 Proteus仿真 仿真电路调整

目前，职业学校电子技术基础专业教材版本较多，大多数理论教材以OTL互补对称功率放大电路为例讲解电路的组成、电路工作原理和功放的交越失真，而实习教材采用的是带自举电容的实用OTL功放电路。这两种教材衔接不紧密，内容介绍比较笼统，给教学带来一定困难。

图 实用OTL功率放大电路

如上图所示，若将理论教材上我们通常采用的功率放大电路应用于实际电路，实习教材上的实用OTL功率放大电路（电压表、四通道示波器是为电路仿真所设）它至少还存在下述几个问题。

一、设置静态工作点

首先，在电路中我们要设置直流偏置，否则放大信号将产生失真，对于直接耦合的放大器如何保证其静态工作点稳定，即保证中点A点电压为电源电压的一半。我们通过增加一个电阻R2（R2=R2+RW1，以下类同）的方法解决，其静态工作点及其稳定过程如下：

R2是Q1基极的上偏置电阻，其偏置电压取自中点电压VA，由于VA为中点电压，所以VB必须调整满足。因为，VB=Vcel，Vce1=Vcc-Ic1（R3+RW2）（RW2=RW2+RD1，以下类同），所以VB=Vcc-Ic1（R3+RW2），我们可以通过调整Q1的偏置电阻R2来达到改变Ic1的大小，使。注意的是调整R2的主要目的并不是要改变Ic1的大小，而是要使，即中点电压等于电源电压的一半。由于Q1发射结偏置电压通过R2取自中点电压VA，所以是中点电压的稳定得到了自动控制。下面我们来分析其自动控制过程。

设温度上升引起中点电压VA上升，那么R2电阻返回给Q1的电压也必然使Vbe1电压上升。由三极管特性可知，Vbe1上升将引起Ib1上升，Ic1上升，又引起VB下降。由于VA上升，VB下降，故Vbe3大大增加，即引起Q3导通而使中点电压VA下降。因此，若VA有上升的趋势，电路将产生上述的负反馈加以阻止，中点电压VA的自动稳定过程也可用下列方法表示：

由于A点是交流信号的输出端，因此，R2同样将音频信号负反馈到Q1的输入端，所以能起到改善音质的作用。

其次，为了克服放大器的交越失真，Q2、Q3发射结要提供适当的偏置电压，如图中增加的电阻RW2。Q2、Q3的静态偏置电压是取自Ic1在RW2上产生的直流电压降，对于锗三极管，RW2两端的电压降取0.4V左右，硅三极管取1.2V左右就能满足Q2和Q3发射结偏置的需要，就能克服交越失真。由于RW2两端的电压很小，所以就可以视B和B’点为交流等电位，因此，增加RW2这个电阻并不影响电路的交流工作状态，但它却使放大电路偏置正常。

二、提高OTL功率放大电路的功率增益

理论上的功率放大管是工作在共集电极工作状态，功率放大倍数低，那么如何提高功放电路的功率增益呢？

我们可以把基础电路改变一下并增加一个电解电容C2。如前文图所示，这样由Q1输出的信号电流在R3上信号电压降一端送Q2、Q3的基极，另一端通过C2耦合送给Q2、Q3的发射极。对于Q2、Q3而言增加一个电解电容器C2，输入信号从作用到三极管的基极与集电极转换为作用到三极管的基极与发射极，经这一转换后功放电路便成为共发射极放大电路，使功放电路功率增益得到提高。三种基本放大电路的特点对比如下表。

表 三种基本放大电路的特点

共发射极放大电路 共基极放大电路 共集电极放大电路

电流放大倍数 大（10～250） 最小（略小于1） 大（10～250）

电压放大倍数 大（大于1） 大（大于1） 小（略小于1）

功率放大倍数 最大 一般 一般

电阻R5是为了防止在增加电解电容C2后将功放电路输出的交流信号短路而设置的。C2电解电容除上述作用外还有一个重要的功能，“自举”作用。因此，我们称C2为自举电容，下面我们详细分析自举电容C2的作用。

当没有自举电容C2时，设Q1输出正弦波的正半周B’点电压升高，使Q2导通，如果输入大信号时，即B’点变得很高，随着Q2的导通，A点电位也变得很高（靠近电源正电位），当A点电位接近B’点电位时，电源Vcc已无法通过R3向Q2提供基极电流。因此在大信号时，由于A点电位的变化限制了Q2的动态范围，使放大器在大信号时产生失真。当有自举电容C2时，在无外来信号输入时，A点电压为，这时C2电容也充有的直流电压，其电压极性为上正下负。由于电容器的电容量较大，所以在有外来信号输入时，可以认为电容C2两端直流电压Vc2不变，因此点C的电压为。由于R5的阻值较小，忽略其端电压。在静态时，Vc电压约等于电源电压Vcc。当Q1输出幅度较大的正半周时，Q2导通，VA电压上升为电源电压Vcc。由于电容两端电压不能突变，这时C点电压为，即C点电压被举高。正是由于C点电压被举高，它才能向Q2注入足够的基极电流。使Q2继续导通，VA电压从上升为Vcc。因此，自举电容的作用是在大信号时将C点电位举高到，从而增加了Q2的动态范围，使放大器在大信号输入时不产生信号失真，这就是自举电容C2的功能。

三、功率放大器静态工作点的调整与检修

包括激励级在内的实用互补对称OTL功率放大器，Q2、Q3为两个串联供电的对称管，必须使A点电压为电源电压的一半。由于中点A的电压，因此在电路中可通过调整Q1偏置电阻R2来改变Ic1的大小，使，即。

在图中，D1、RW2电阻的加入是向Q2、Q3提供一定的静态电流，消除放大器的交越失真。Q2、Q3的偏置电压是取自Q1集电极电流Ic1在D1、RW2两端产生的电压降VBB’。当Q1静态工作点Ic1确定之后，调节RW2的电阻值便可调节偏压VBB’。当RW2阻值上升时，VBB’电压值增大，即两个三极管Q2、Q3的Vbe电压增大，使Ic2、Ic3电流增大。因此，安装和调试这类放大器，RW2的电阻值必须由零阻值开始逐渐增大，切不能断开RW2，否则将造成VBB’很大，引起Ic2、Ic3很大，而烧坏Q2、Q3三极管。调整电路时，先调节VBB’为最小再调整A点中点电压，其目的是防止Ic1电流过大时，导致Ic2、Ic3太大而损坏Q2、Q3。根据图示，用Proteus软件绘成的实用OTL功率放大电路进行仿真测试，在A点加一个电压表可以监测VA的电压，在B、B’之间加一个电压表可以监测VBB’电压，调整RW1的电阻值，监测电压表，使中点电压，如果Vcc=5V，VA=2.5V。在调整过程中RW1阻值增大，VA电压数值升高；反之亦然。当中点电压VA=2.5V时，应确认RBB’电阻值为在最小的前提下。由于RW1和RW2电阻值变化会略微影响调定的电压值，因此需反复几次微调RW1和RW2的电阻值。确认VA=2.5V，VBB’=1.26V后，OTL功率放大器的偏置调整就结束了。然后，在电路的输出端接一个四通道示波器，通过示波器可以观察到：一是当RW2调到最小位置的交越失真。二是当断开自举电容C2，输入大信号时的顶部失真。三是当接入自举电容C2，输入大信号时，输出完整的波形。

在偏置的调整过程中，若无论怎么调节RW1都调不到VA=2.5V，故障可归纳为下面两类：一是VA调不小，数值始终大于2.5V，甚至接近电源电压，这是Q1的集电极电流Ic1数值太小的缘故。其原因是RW1损坏、Q1基极短路或Q1不良。二是VA调不大，数值始终小于2.5V，甚至接近零伏，这多数为Q1集电极电流Ic1数值太大的缘故，其原因是Q3和Q1的发射极与集电极极间击穿。

以前，学生了解的功率放大电路只是一个表面性的、理论性的。通过我们对实用OTL功率放大电路深入剖析，提高了学生分析问题的综合能力，这是知识的一种升华，为教师提高教学质量，增加学生的学习兴趣，开发学生的学习潜能打下坚实的基础。

参考文献：

[1]刘红兵，罗伟任，林波.电子EDA（proteus）[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2009.

[2]王一群，蔡声镇，詹仁辉.青少年无线电装配检修技术速成[M].福州：福建科学技术出版社，2002.

放大电路范文第6篇

光电检测技术是光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术［1］。它主要利用电子技术对光学信号进行检测，并进一步传递、储存、控制、计算和显示［2］。光电检测技术从原理上讲可以检测一切能够影响光量和光特性的非电量。它可通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息，然后用光电探测器件将光学信息量变换成电量，并进一步经过电路放大、处理，以达到电信号输出的目的［3］。然后采用电子学、信息论、计算机及物理学等方法分析噪声产生的原因和规律，以便于进行相应的电路改进，更好地研究被噪声淹没的微弱有用信号的特点与相关性，从而了解非电量的状态。微弱信号检测的目的是从强噪声中提取有用信号，同时提高检测系统输出信号的信噪比。

1 光电检测电路的基本构成

光电探测器所接收到的信号一般都非常微弱，而且光探测器输出的信号往往被深埋在噪声之中，因此，要对这样的微弱信号进行处理，一般都要先进行预处理，以将大部分噪声滤除掉，并将微弱信号放大到后续处理器所要求的电压幅度。这样，就需要通过前置放大电路、滤波电路和主放大电路来输出幅度合适、并已滤除掉大部分噪声的待检测信号。其光电检测模块的组成框图如图1所示。

2 光电二极管的工作模式与等效模型

2．1 光电二极管的工作模式

光电二极管一般有两种模式工作：零偏置工作和反偏置工作，图2所示是光电二极管的两种模式的偏置电路。图中，在光伏模式时，光电二极管可非常精确的线性工作；而在光导模式时，光电二极管可实现较高的切换速度，但要牺牲一定的线性。事实上，在反偏置条件下，即使无光照，仍有一个很小的电流(叫做暗电流或无照电流1。而在零偏置时则没有暗电流，这时二极管的噪声基本上是分路电阻的热噪声；在反偏置时，由于导电产生的散粒噪声成为附加的噪声源。因此，在设计光电二极管电路的过程中，通常是针对光伏或光导两种模式之一进行最优化设计，而不是对两种模式都进行最优化设计［4］。

一般来说，在光电精密测量中，被测信号都比较微弱，因此，暗电流的影响一般都非常明显。本设计由于所讨论的待检测信号也是十分微弱的信号，所以，尽量避免噪声干扰是首要任务，所以，设计时采用光伏模式。

2．2 光电二极管的等效电路模型

工作于光伏方式下的光电二极管的工作模型如图3所示，它包含一个被辐射光激发的电流源、一个理想的二极管、结电容和寄生串联及并联电阻。图中，IL为二极管的漏电流；ISC为二极管的电流；RPD为寄生电阻；CPD为光电二极管的寄生电容；ePD为噪声源；Rs为串联电阻。

由于工作于该光伏方式下的光电二极管上没有压降，故为零偏置。在这种方式中，影响电路性能的关键寄生元件为CPD和RPD，它们将影响光检测电路的频率稳定性和噪声性能。CPD是由光电二极管的P型和N型材料间的耗尽层宽度产生的。耗尽层越窄，结电容的值越大。相反，较宽的耗尽层(如PIN光电二极管)会表现出较宽的频谱响应。硅二极管结电容的数值范围大约在20或25pF到几千pF以上。而光电二极管的寄生电阻RPD(也称作"分流"电阻或"暗"电阻)，则与光电二极管的偏置有关。

与光伏电压方式相反，光导方式中的光电二极管则有一个反向偏置电压加至光传感元件的两端。当此电压加至光检测器件时，耗尽层的宽度会增加，从而大幅度地减小寄生电容CPD的值。寄生电容值的减小有利于高速工作，然而，线性度和失调误差尚未最优化。这个问题的折衷设计将增加二极管的漏电流IL和线性误差。

3 电路设计

3．1 主放大器设计

众多需要检浏的微弱光信号通常都是通过各种传感器来进行非电量的转换，从而使检测对象转变为电量(电流或电压)。由于所测对象本身为微弱量，同时受各种不同传感器灵敏度的限制，因而所得到的电量自然是小信号，一般不能直接用于采样处理。本设计中的光电二极管前置放大电路主要起到电流转电压的作用，但后续电路一般为A／D转换电路，所需电压幅值一般为2 V。然而，即使是这样，而输出的电压信号一般还需要继续放大几百倍，因此还需应用主放大电路。其典型放大电路如图4所示。

该主放大器的放大倍数为A=l＋R2/R3，其中R2为反馈电阻。为了后续电路的正常工作，设计时需要设定合理的R2和R1值，以便得到所需幅值的输出电压。即有

3．2滤波器设计

为使电路设计简洁并具有良好的信噪比，设计时还需要用带通滤波器对信号进行处理。为保证测量的精确性，本设计在前置放大电路之后加人二阶带通滤波电路，以除去有用信号频带以外的噪声，包括环境噪声及由前置放大器引人的噪声。这里采用的有源带通滤波器可选通某一频段内的信号，而抑制该频段以外的信号。该滤波器的幅频特性如图5所示。图5中，f1、f2分别为上下限截止频率，f0为中心频率，其频带宽度为：

B=f2-f1=f0/Q

式中，Q为品质因数，Q值越大，则随着频率的变化，增益衰减越快。这是因为中心频率一定时，Q值越大，所通过的频带越窄，滤波器的选择性好。

本设计选用了去处放大器来进行设计。

图6所示的二阶带通滤波器是一种二阶压控电压源(VCVS)带通滤波器，其滤波电路采用有源滤波器完成，并由二阶压控电压源(VCVS)低通滤波器和二阶压控电压源高通滤波器串接组成带通滤波器。

对于第一部分，即低通滤波器，系统要求的低通截止频率为fc，其传递函数为：

第二部分为高通滤波器，系统要求的高通截止频率为fc，其传递函数如下：

4 完整的检测电路设计

放大电路范文第7篇

关键词：放大电路;反馈类型;瞬时极性法

中图分类号：TN721.2 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）36-0115-02

1 概 述

在电子电路中，反馈的应用极为普遍。反馈包括正反馈和负反馈两种，在波形产生电路中通常引入正反馈，以构成自激振荡;但在放大电路中一般引入负反馈，目的是为了提高增益的稳定性、减小非线性失真、抑制反馈环内噪声以及影响放大电路的输入输出电阻等[1]。

在模拟电子技术的演示中，反馈类型的判断是一个要求掌握的重点内容，而学生学习起来却常常有些吃力，主要是因为反馈电路的形态多变，不同类型的反馈对放大器性能的影响各不相同，导致学生概念的混淆和理解的困难。

因此，掌握好判别反馈电路的技巧和处理方法，就显得尤其重要。下面将按照判断反馈的步骤，分反馈回路判断、交直流反馈判断、反馈极性判断、反馈组态判断四个部分，对反馈类型的判断方法做出分析和总结。

2 反馈回路判断

反馈是指将放大电路输出电量的一部分或者全部通过反馈网络，用一定的方式送回到输入回路，以影响输入量的过程。要判断一个电路是否存在反馈，第一步是要找到反馈元件，确定反馈通路，然后才能进一步判断反馈的类型，分析反馈对放大电路性能的影响。

同时连接着输入回路和输出回路的元件就是反馈元件，反馈元件通常由电阻和电容构成。从输出往输入方向排查，可以很快找出电路的反馈元件，确定反馈通路。电路中的反馈分两种情况：级间反馈和本级反馈，两级级联放大电路，如图1所示。Rf将第二级的输出与第一级的输入连在一起，引入的是级间反馈;第二级放大电路是共射放大电路，发射极电阻RE1、RE2既存在于该级放大电路的输入回路中又存在于该级放大电路的输出回路中，引入的是本级反馈。

3 交直流反馈判断

在放大电路中既有直流分量，又有交流分量，因此反馈有直流反馈和交流反馈之分，找到反馈回路后，接下来要判断该反馈是直流反馈还是交流反馈。直流反馈存在于直流通路中，影响放大电路的直流性能，如静态工作点。交流反馈存在于交流通路中，影响放大电路的交流性能，如增益、输入电阻、输出电阻和带宽等。

判断交直流反馈的依据是看反馈回路中是否有电容存在。由于电容有隔离直流通交流的特性，当反馈回路中有电容接地时，只有直流反馈;当反馈回路中串连电容时，只有交流反馈;当反馈回路中没有电容时，则交直流反馈共存[2]。

图1中反馈回路RE1、RE2中有电容接地，则RE1、RE2为直流反馈;反馈回路RE1、CE1中串连电容，则RE1也是交流反馈;反馈回路Rf中无电容，则Rf既是直流反馈又是交流反馈。

4 反馈极性判断

反馈极性分为正反馈和负反馈两种，反馈信号送回到输入端后，与原输入信号共同作用，使得净输入信号比没有引入反馈时增加的为正反馈，减小的为负反馈。判断反馈极性采用瞬时极性法：从输入到输出逐级标出放大电路中各有关点电位的瞬时极性，增加用（+）号标出，减小用（-）号标出，再沿反馈回路，从输出到输入确定反馈信号的瞬时极性。当反馈信号接到原输入信号端时，反馈极性与反馈信号极性相同，否则相反。

在逐级标示相关点电位瞬时极性的过程中，要注意放大器件是晶体管还是运算放大器，对于晶体管构成的放大电路，有共基、共射、共集三种组态，其中只有共射放大电路是反向放大，共基和共集放大电路都是同向放大，要清楚知道每种组态输入和输出的瞬时极性关系。

对于运算放大器构成的放大电路，同相输入端和输出的瞬时极性相同，反相输入端和输出的瞬时极性相反。图1中反馈极性判断：T1基极（+）T1集电极（-）T2基极（-）T2发射极（-）经Rf至信号输入端（-），此时反馈信号极性为负，反馈信号接到输入端，所以Rf引入的级间反馈为负反馈。

正反馈放大电路如图2所示，反馈极性判断：A1同相输入端（+）A1输出电压（+）A2同相输入端（+）vo（+）经Rf至信号输入端（+），此时反馈极性为正，反馈信号接到输入端，所以Rf引入的级间反馈为正反馈。

5 反馈组态判断

反馈组态特指交流负反馈放大电路的反馈类型。由于反馈网络在放大电路输入端有串联和并联两种连接方式，在输出端有电压和电流两种取样方式，两两组合起来，负反馈放大电路即有电压串联、电压并联、电流串联和电流并联四种基本组态。

5.1 串并联反馈判断

反馈网络输出端与基本放大电路串联，影响基本放大电路净输入电压的是串联反馈;反馈网络输出端与基本放大电路并联，影响基本放大电路净输入电流的是并联反馈。串联反馈的反馈量是电压，并联反馈的反馈量是电流。判断串并联反馈采用排除法，先判断反馈是否为并联反馈，若不是则为串联反馈。判断并联反馈主要看反馈回路是否连接到信号输入端，以形成节点，有节点即为并联反馈[3]。

对于集成运算放大电路，有同相和反相两个输入端，反馈回路和输入信号同时接在某一输入端则为并联反馈，否则就是串联反馈。对于晶体管放大电路，反馈回路和输入信号同时接在晶体管的某一极上为并联反馈，否则就是串联反馈。

5.2 电压电流反馈判断

反馈网络输入端与基本放大电路并联，取样的是电压，为电压反馈;反馈网络输入端与基本放大电路串联，取样的是电流，为电流反馈。采用输出短路法判断电压反馈、电流反馈：假设输出电压为零，或令负载电阻为零，若输出电压不存在了，反馈信号也不存在，说明取样的是电压，反馈为电压反馈，否则就是电流反馈。另外，还可以根据反馈回路与输出信号的连接方式来判定，两者是同一点为电压反馈，不同点为电流反馈[4]。

对于集成运算放大电路，负载和反馈回路并联为电压反馈，负载和反馈回路串联为电流反馈。对于晶体管放大电路，反馈回路和输出信号接在一起，为电压反馈，否则为电流反馈。

5.3 反馈组态判断实例

电压串联负反馈如图3所示，第二级共射放大电路的输出端经过Rf连接到第一级差分放大电路的T2输入端，Rf为反馈元件。用瞬时极性法，当T1基极（+）T1集电极（-）T3基极（-）T3集电极vo（+）经Rf至T2基极（+），此时反馈信号极性为正，反馈信号没有接到输入端vi，所以Rf引入的级间反馈为负反馈。输入信号vi接在T1基极，反馈信号接在T2基极，反馈信号和输入信号没有连接在一起，为串联反馈。

用输出短路法，当vo=0时，反馈量vf=Rb2*vo/（Rb2+Rf）=0，为电压反馈;或者由电路结构来看，反馈端与输出端都接在T3集电极，同一点为电压反馈。综合以上分析，图3为电压串联负反馈。

电流并联负反馈如图4所示，第二级为共射放大电路，发射极也是输出端，T2发射极经R2连接到第一级共射放大电路的输入端，R2为反馈元件。用瞬时极性法，当T1基极（+）T1集电极（-）T2基极（-）T2发射极（-）VA（-）经R2至T1基极（-），此时反馈信号极性为负，反馈信号接到输入端，所以R2引入的级间反馈为负反馈。输入信号is接在T1基极，反馈信号也接在T1基极，输入信号与反馈信号形成节点，为并联反馈。用输出短路法，当vo=0时，io≈ie2≠0，经放大后VA>>Vb1，b1相当于接地，if= R5* ie2/（R2+ R5）≈R5* io /（R2+ R5）≠0，为电流反馈;或者由电路结构来看，反馈端接在T2发射极，输出端接在T2集电极，反馈端和输出端接在不同点，为电流反馈。

6 结 语

为了改善放大电路的性能，几乎所有的实用放大电路都引入了反馈，模拟电子技术课程中反馈放大电路的教学也是一个重点内容，但是就目前来看，学生在学习过程中普遍对这一部分内容较难掌握，对于最基本的反馈类型的判断，往往不知道怎么找反馈回路，怎么区分交直流反馈，怎么确定反馈的极性及组态。

基于以上反馈放大电路中出现的问题，本文按照判断反馈类型的四大步骤：反馈回路判断、交直流反馈判断、反馈极性判断、反馈组态判断等，结合实例对放大电路反馈类型的判断方法做出具体分析和总结，期望在今后能对学习者有所帮助。

参考文献：

[1] 文亚凤.放大电路负反馈组态的多种判断方法[J].中国现代教育装备，

2010，（3）.

[2] 叶玉香.放大电路中反馈类型的判断技巧[J].电子世界，2013，（24）.

放大电路范文第8篇

关键词 差分放大电路；NI Multisim 10；EDA；仿真

中图分类号：TN402 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）042-065-02

1 NI Multisim 10简介

NI Multisim 10软件是一个专门用于电子电路仿真与设计的EDA工具软件。使用NI Multisim 10可以交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真，该软件提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样使用者可以很快进行捕获，仿真和分析新的设计，使其更适合电子教育教学，通过Multisim和虚拟器技术，使用者可以完成从理论到原理图捕获与仿真，再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。Multisim软件使模拟电路、数字电路的设计及仿真更为方便，并且广泛的应用于教学实验中，方便老师教学讲解，也便于学生理解学习。

如图1所示，NI Multisim 10启动欢迎界面：

如图2所示，NI Multisim 10操作界面：

2 实验原理

在本实验中，应该掌握差分放大器的、及U ，并比较测量值与计算值。掌握差分放大器的差模增益，并比较测量值与计算值。掌握差分放大器输出电压波形与输入波形之间的相位关系。测定差分放大器的双端的输出峰值电压，并与单端输出峰值电压相比较。计算差分放大电器的共模电压增益，比较测量值与计算值。测定差分放大器的共模抑制比KCMR，说明此参数对抑制噪声的作用。

差分放大器的发射极总电流可用发射极电阻R 两端的电压除以发射极电阻来计算，假定每个晶体管的直流基极电流可忽略，则基极电压Ub近似等于零，即

4 在NI Multisim 10搭建实验电路

建立如图4所示的差分放大电路，连接仪器仪表，并进行设置，双击函数信号发生器—XFG1。电路稳定后，记录两管发射极总电流，集电极电流、和集电极电压Uc1、Uc2的数值。

根据图4所示的实验电路，信号发生器按图设置。单击仿真电源开关运行动态分析。记录峰值输出电压Uc2p和峰值输入电压Ub1p。计算放大器的差模电压增益Ad。

图5为差分放大电路输出波形的仿真结果。

电路达到稳态后，记录峰值输出电压Uc2p和峰值输入电压Ub1p。计算放大器的差模电压增益Ad Ac 。实验所得数据如表2所示。

根据差模增益和共模增益的测量值结合实验原理得出，共模抑制比的分贝值：

参考文献

[1]付植桐.电子技术（第3版）[M].高等教育出版社，2008.

[2]李新平，郭勇.电子设计自动化技术[M].高等教育出版社，2009.