畢業(yè)論文--視頻信號(hào)放大器設(shè)計(jì)

1、<p>　　本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</p><p>　　題 目: 視頻信號(hào)放大器的設(shè)計(jì) </p><p>　　院 系： 電子與通信工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) </p><p>　　姓 名： </p&g

2、t;<p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　教師職稱： 講師 </p><p>　　填寫日期：2013 年 4 月 27 日</p><p><b&

3、gt;　　摘要</b></p><p>　　視頻信號(hào)指電視信號(hào)、靜止圖象信號(hào)和可視電視圖象信號(hào)。視頻信號(hào)可支持三種制式：NTSC、PAL、SECAM。放大視頻信號(hào)是為了增強(qiáng)視頻的亮度、色度、同步信號(hào)。將視頻信號(hào)預(yù)處理電路輸出的信號(hào)繼續(xù)放大，以推動(dòng)顯像管陰極，并實(shí)現(xiàn)亮度控制，行、場(chǎng)消隱。視頻信號(hào)放大器是放大視頻信號(hào)，是用以增強(qiáng)視頻的亮度、色度、同步信號(hào)。當(dāng)視頻傳輸距離比較遠(yuǎn)時(shí)，最好采用線徑較粗的視頻線，

4、同時(shí)可以在線路內(nèi)增加視頻放大器增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到遠(yuǎn)距離傳輸目的。視頻放大器可以增強(qiáng)視頻的亮度、色度和同步信號(hào)。</p><p>　　視頻信號(hào)放大電路采用5個(gè)三極管，是一個(gè)5 MHz帶寬的寬帶放大器。信號(hào)施加輸入端和通過(guò)C1采取的第一階段，這是一個(gè)前置放大器和圍繞第一級(jí)構(gòu)成 。在第一級(jí)的輸出直流耦合，第二級(jí)它放大信號(hào)加更，因?yàn)樗鼈兪侵绷黢詈系那爸梅糯笃饔袔缀鯖](méi)有失真和放大是很高。最后，從第三級(jí)輸出的信號(hào)是Q4及Q5的

5、輸出三極管。這兩個(gè)三極管是相輔相成的，從他們的共同發(fā)射器的信號(hào)是從那里發(fā)送到驅(qū)動(dòng)電路的各種設(shè)備的信號(hào)分配RC網(wǎng)絡(luò)。該電路需要一個(gè)直流的12V電源。</p><p>　　關(guān)鍵詞：視頻信號(hào)放大器；增強(qiáng)視頻；直流耦合；失真；電源</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Video signal is a televi

6、sion signal, still image signal and visualization television picture signal. The video signal can support three formats: NTSC, PAL, SECAM. Amplify the video signal in order to enhance the video luminance, chrominance, sy

7、nchronizing signal. Continue to enlarge the output signal of the video signal preprocessing circuit to promote the CRT cathode, and brightness control line and field blanking. The video signal amplifier to amplify the vi

8、deo signal, is used to enhance the v</p><p>　　The video signal amplifier circuit transistor 5 is a 5 MHz bandwidth broadband amplifier. Signal is applied to the input terminal and the first stage by the C1,

9、which is a preamplifier and around the first stage.Output dc-coupled in the first stage, the second stage it is amplified signal add more, because they are dc-coupled preamplifier with almost no distortion and magnificat

10、ion is high. Finally, the signal is output from the third level to the output transistor Q4 and Q5. The two transistors</p><p>　　Keywords：Video signal amplifier; enhanced video; dc coupling; anamorphose; cur

11、rent source</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　第一章 視頻信號(hào)放大器的元器件方案設(shè)計(jì)2</p><p>　　第一節(jié) 三極管的選擇2</p><p><b>　　一、B

12、C5484</b></p><p><b>　　二、BC5584</b></p><p><b>　　三、BC3385</b></p><p><b>　　四、BC3285</b></p><p>　　第二節(jié) 電容的選擇6</p><p

13、>　　第三節(jié) 電阻的選擇7</p><p>　　第二章 視頻信號(hào)放大器設(shè)計(jì)9</p><p>　　第一節(jié) 視頻信號(hào)放大性能參數(shù)9</p><p>　　一、放大電路的主要頻響參數(shù)9</p><p>　　二、放大電路在不同頻段內(nèi)的等效電路9</p><p>　　三、頻率響應(yīng)的分析方法10</p&

14、gt;<p>　　四、 多級(jí)放大器的頻率響應(yīng)11</p><p>　　五、級(jí)放大器的瞬態(tài)響應(yīng)12</p><p>　　第二節(jié) 視頻信號(hào)放大電路的設(shè)計(jì)14</p><p>　　第三章 調(diào)試過(guò)程15</p><p>　　第一節(jié) Multisim 仿真15</p><p>　　第二節(jié) 制作實(shí)物

15、20</p><p>　　第三節(jié) 實(shí)物調(diào)試21</p><p><b>　　總結(jié)23</b></p><p><b>　　致謝24</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b>　　前言</b

16、></p><p>　　社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，需要有高素質(zhì)的各類人才協(xié)同努力。當(dāng)前，社會(huì)上所需的專門人才中具有實(shí)際技能者是最受歡迎的。在于電子技術(shù)相關(guān)行業(yè)和領(lǐng)域，如自動(dòng)化、機(jī)電一體化、IT等行業(yè)領(lǐng)域，對(duì)電子技術(shù)實(shí)用技能，能自主研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)的人才需求很大。視頻領(lǐng)域存在許多趨勢(shì)，其中比較重要的一個(gè)趨勢(shì)是分辨率越來(lái)越高。隨著便攜產(chǎn)品的視頻分辨率由VGA提高至SXGA和更高水平，運(yùn)算放大器的速度也將隨之提高，

17、運(yùn)算放大器也要改善其帶寬和失真性能，以滿足高分辨率視頻的要求。市場(chǎng)的總體需求趨勢(shì)基本相同：比如便攜式產(chǎn)品對(duì)更低電壓的要求意味著視頻放大器的電壓很低，同時(shí)需要更多的軌到軌放大器；采用很小的封裝，同時(shí)集成更多的片上功能，比如增益電阻，在更高的帶寬上采用片上反饋路徑改善信號(hào)完整性和降低串?dāng)_低功耗；更快的速度以滿足高屏幕分辨率，如SXGA、UXGA和HDTV格式等；最后是更低的功耗，比如凌特的LT6210/1電流反饋放大器的特點(diǎn)是一個(gè)‘Rset

18、’電阻，它允許系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員調(diào)整帶寬，實(shí)際上是速度和功率旋鈕。這意味著系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以設(shè)定放大器，使之在給定的信號(hào)帶寬上永遠(yuǎn)不會(huì)有耗用過(guò)多的功率。 </p><p>　　在設(shè)計(jì)任何應(yīng)用的視頻系統(tǒng)時(shí)，視頻放大器的性能都很關(guān)鍵。其中一種應(yīng)用是寬帶視頻路由器和交換機(jī)，帶寬為100~500MHz。為了支持高帶寬，終端產(chǎn)品需要帶寬極高的內(nèi)部運(yùn)算放大器，甚至10倍于所需要的帶寬。廠商告中所說(shuō)的帶寬數(shù)字也是會(huì)造假的，要關(guān)注的重要

19、帶寬數(shù)字是大信號(hào)帶寬(LSBW)規(guī)格，通常被認(rèn)為是1 volt peak-to-peak (Vpp)乃至更高。許多制造商廣告中所說(shuō)的是小信號(hào)帶寬(SSBW)，但，總體來(lái)說(shuō)視頻信號(hào)使用的是大信號(hào)(2Vpp)?？蛻艨赡軙?huì)被小信號(hào)規(guī)格所誘惑，但LSBW數(shù)值較高的產(chǎn)品很有價(jià)值。</p><p>　　意識(shí)到了自由市場(chǎng)對(duì)LSBW的需求，國(guó)家半導(dǎo)體推出了一種三寬帶、750 MHz的運(yùn)算放大器LMH6738和三寬帶、750 MH

20、z的可編程增益緩沖器(PGB)LMH6739，具有399MHz LSBW、3310 V/us轉(zhuǎn)換速率和190 MHz 的0.11dB增益平度，在驅(qū)動(dòng)高分辨率RGB視頻信號(hào)方面的性能優(yōu)于同類產(chǎn)品。視頻放大器的一個(gè)非常重要特點(diǎn)是0.1dB增益平度。通常是增益平度越高，支持的視頻分辨率就越高。如，HDTV系統(tǒng)需要30~50 MHz 的0.1dB增益平度。另一方面，當(dāng)面對(duì)高分辨率視頻信號(hào)時(shí)，需要的增益平度接近100~190MHz 0.1dB。&

21、lt;/p><p>　　同時(shí)在使用視頻信號(hào)放大器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要注意一些問(wèn)題，比如信號(hào)的失真等等。為使視頻信號(hào)放大器帶給視頻信號(hào)的失真降至最小，這點(diǎn)很重要。</p><p>　　第一章 視頻信號(hào)放大器的元器件方案設(shè)計(jì)</p><p>　　由于視頻信號(hào)放大器設(shè)計(jì)采用晶體管，電阻，電容組成，首先要對(duì)這些元器件有詳細(xì)的認(rèn)識(shí)，要知道它們的參數(shù)和物理特性等。電子電路設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)特定功

22、能電路的基礎(chǔ)工作。包括正確選擇元器件，按照規(guī)范畫出原理圖和電路板施工圖。這其必然要沿著合理的設(shè)計(jì)路徑和方法設(shè)計(jì)，才能達(dá)到實(shí)現(xiàn)所需的功能電路圖的設(shè)計(jì)。在電子電路設(shè)計(jì)中，由于電路的功能不同，所需元器件種類也很多，必須對(duì)所需元器件的性能、種類及型號(hào)命名等有一定的了解，才能選用。視頻信號(hào)放大器設(shè)計(jì)是根據(jù)對(duì)電路的功能要求，通過(guò)電子電路的電路的機(jī)構(gòu)形式、參數(shù)計(jì)算、選擇電路用元器件并進(jìn)行組裝、調(diào)試過(guò)程。對(duì)放大器的主要參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，工作頻率進(jìn)行測(cè)量。預(yù)

23、期輸出：1 VP-P可調(diào)±6dB頻 響：10Hz ~6MHz ±3dB；　理論最大增益： 0~20dB；高頻： 2MHz~6MHz，0~80dB；功 耗： ≤ 1W。</p><p>　　第一節(jié) 三極管的選擇</p><p>　　半導(dǎo)體三極管又叫“晶體三極管”或“晶體管”。在半導(dǎo)體鍺或硅的單晶上制備兩個(gè)會(huì)相互影響的PN結(jié)，組成一個(gè)PNP或NPN結(jié)構(gòu)。中間的N區(qū)或P區(qū)

24、叫基區(qū)，兩邊的區(qū)域叫發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，這三部分各自有一條電極引線，分別叫做基極B、發(fā)射極E和集電極C，是能夠起放大、振蕩或開(kāi)關(guān)等作用的半導(dǎo)體電子元器件。</p><p>　　晶體三極管按材料分有兩種：硅管和鍺管。而且每一種又有NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)形式，但是使用最多的是硅NPN和鍺PNP兩種三極管，兩者除了電源極性有所不同外，但其工作原理都是相同的，對(duì)NPN管，它是由2塊N型半導(dǎo)體和中間夾著一塊P型半導(dǎo)體所組成，發(fā)

25、射區(qū)和基區(qū)之間形成的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，而且集電區(qū)與基區(qū)形成的PN結(jié)稱為集電結(jié)，三條引線分別稱為發(fā)射極e、基極b、集電極c。</p><p>　　當(dāng)B點(diǎn)電位高于E點(diǎn)電位零點(diǎn)幾伏時(shí)，發(fā)射結(jié)處于正偏狀態(tài)，而c點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位幾伏時(shí)，集電結(jié)處于反偏狀態(tài)，集電極電源Ec要高于基極電源Ebo。生產(chǎn)三極管時(shí)，會(huì)有意識(shí)地使發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子濃度大于基區(qū)的，同時(shí)基區(qū)做得非常薄，而要嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量，這樣，一旦接通電源后，由于發(fā)射

26、結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子及基區(qū)的多數(shù)載流子很容易地越過(guò)發(fā)射結(jié)互相向?qū)Ψ綌U(kuò)散，但是因前者的濃度基大于后者，所以通過(guò)發(fā)射結(jié)的電流基本</p><p>　　上是電子流，這股電子流稱為發(fā)射極電流。但基區(qū)很薄，加上集電結(jié)的反偏，注入基區(qū)的電</p><p>　　子大部分會(huì)越過(guò)集電結(jié)進(jìn)入集電區(qū)而形成集電極電流Ic，剩下很少（1-10%）的電子在基區(qū)的空穴進(jìn)行復(fù)合，被復(fù)合掉的基區(qū)空穴由基極電源Eb重新

27、補(bǔ)給，而形成了基極電流Ibo.根據(jù)電流連續(xù)性原理得：Ie=Ib+Ic，，在基極補(bǔ)充一個(gè)很小的Ib，可以在集電極上得到一個(gè)較大的Ic，這就是電流放大作用，Ic與Ib是維持一定的比例關(guān)系，即：β1=Ic/Ib 式中：β1--稱為直流放大倍數(shù)，集電極電流的變化量△Ic與基極電流的變化量△Ib之比為：β= △Ic/△Ib。式中β--稱為交流電流放大倍數(shù)，由于低頻時(shí)β1和β的數(shù)值相差不大，所以有時(shí)為了方便起見(jiàn)，對(duì)兩者不作嚴(yán)格區(qū)分，β值約為幾十至一

28、百多。三極管是一種電流放大器件，但在實(shí)際使用中常常利用三極管的電流放大作用，通過(guò)電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷悍糯笞饔谩?lt;/p><p>　　NPN三極管放大時(shí)管子內(nèi)部的工作原理：</p><p>　　(1)發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子</p><p>　　發(fā)射結(jié)施加正向電壓且摻雜濃度高，所以發(fā)射區(qū)多數(shù)自由電子越過(guò)發(fā)射結(jié)擴(kuò)散到基區(qū)，發(fā)射區(qū)的自由電子由直流電源補(bǔ)充，從而形成了發(fā)射極電流。&l

29、t;/p><p>　　(2)自由電子在基區(qū)和空穴復(fù)合，形成基區(qū)電流，并繼續(xù)向集電區(qū)擴(kuò)散</p><p>　　自由電子進(jìn)入基區(qū)后，先在靠近發(fā)射結(jié)的附近密集，漸漸形成電子濃度差，在濃度差的作用下，促使電子流在基區(qū)中向集電結(jié)擴(kuò)散，被集電結(jié)電場(chǎng)拉入集電區(qū)形成集電極電流。也有很小一部分電子與基區(qū)的空穴復(fù)合，擴(kuò)散的電子流與復(fù)合電子流之比例決定了三極管的放大能力。</p><p>　

30、　(3)集電區(qū)收集自由電子，形成集電極電流</p><p>　　由于集電結(jié)加反向電壓且面積很大，這個(gè)反向電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)力將阻止集電區(qū)電子向基區(qū)擴(kuò)散，同時(shí)將擴(kuò)散到集電結(jié)附近的電子拉入集電區(qū)從而形成集電極主電流Icn。另外集電區(qū)的少數(shù)載流子也會(huì)產(chǎn)生漂移運(yùn)動(dòng)，流向基區(qū)形成反向飽和電流，用Icbo來(lái)表示，其數(shù)值很小，但對(duì)溫度卻異常敏感。</p><p>　　(4)三極管工作狀態(tài)</p>

31、<p>　　NPN 型,當(dāng)B與E之間電壓Vbe>0.5V時(shí),如果三個(gè)管腳電壓關(guān)系是Vc>Vb>Ve,則會(huì)處?kù)斗糯鬆顟B(tài);如果是Vb>Vc>Ve 則會(huì)處?kù)讹柡蜖顟B(tài)(相當(dāng)於開(kāi)關(guān));如果此時(shí)Ve>Vc則仍會(huì)處?kù)督刂範(fàn)顟B(tài).</p><p>　　PNP 型,當(dāng)B和E之間電壓Veb>0.5V時(shí),如果三個(gè)管腳電壓關(guān)系是Ve>Vb>Vc,則會(huì)處?kù)斗?lt;/p&g

32、t;<p>　　大狀態(tài);如果是Ve>Vc>Vb則會(huì)處?kù)讹柡蜖顟B(tài);如果此時(shí)Vc>Ve則仍會(huì)處?kù)督刂範(fàn)顟B(tài).</p><p><b>　　一、BC548</b></p><p><b>　　材料：硅</b></p><p><b>　　NPN型</b></p>

33、<p>　　集電極發(fā)射極擊穿電壓：30V</p><p>　　耗散功率：625mW</p><p>　　集電極最大電流：100mA</p><p>　　直流電流放大系數(shù) HFE：110-800 </p><p>　　特征頻率fT：150-300MHZ</p><p><b>　　封裝：TO92<

34、;/b></p><p>　　管腳排列：C B E</p><p>　　電流 - 集電極 （最大）：100mA</p><p>　　電壓 - 集電極發(fā)射極擊穿（最大）：30V</p><p>　　Ib、Ic條件下的Vce飽和度（最大）：600mV 5mA，100mA</p><p>　　在某 Ic、Vce 時(shí)

35、的最小直流電流增益 (hFE)：110 2mA，5V</p><p>　　功率 - 最大：500mW</p><p>　　頻率 - 轉(zhuǎn)換：300MHz</p><p><b>　　安裝類型：通孔</b></p><p>　　封裝/外殼：TO-226-3、TO-92-3 標(biāo)準(zhǔn)主體</p><p>

36、;<b>　　二、BC558</b></p><p>　　類別：分離式半導(dǎo)體產(chǎn)品</p><p>　　家庭：晶體管(BJT) - 單路</p><p><b>　　晶體管類型：PNP</b></p><p>　　電流 - 集電極 (Ic)（最大）：100mA</p><p>

37、　　電壓 - 集電極發(fā)射極擊穿（最大）：30V</p><p>　　Ib、Ic條件下的Vce飽和度（最大）：650mV 5mA，100mA</p><p>　　電流 - 集電極截止（最大）：-</p><p>　　在某 Ic、Vce 時(shí)的最小直流電流增益 (hFE)：110 2mA，5V</p><p>　　功率 - 最大：500mW&l

38、t;/p><p>　　頻率 - 轉(zhuǎn)換：150MHz</p><p><b>　　安裝類型：通孔</b></p><p>　　封裝/外殼：TO-226-3、TO-92-3 標(biāo)準(zhǔn)主體</p><p><b>　　三、BC338</b></p><p>　　類別：分離式半導(dǎo)體產(chǎn)品<

39、;/p><p>　　家庭：晶體管(BJT) - 單路</p><p><b>　　晶體管類型：NPN</b></p><p>　　電流 - 集電極 (Ic)（最大）：800mA</p><p>　　電壓 - 集電極發(fā)射極擊穿（最大）：25V</p><p>　　Ib、Ic條件下的Vce飽和度（最大）：

40、700mV 50mA，500mA</p><p>　　電流 - 集電極截止（最大）：100nA</p><p>　　在某 Ic、Vce 時(shí)的最小直流電流增益 (hFE)：100 100mA，1V</p><p>　　功率 - 最大：625mW</p><p>　　頻率 - 轉(zhuǎn)換：100MHz</p><p>&

41、lt;b>　　安裝類型：通孔</b></p><p>　　封裝/外殼：TO-226-3、TO-92-3 標(biāo)準(zhǔn)主體</p><p><b>　　四、BC328</b></p><p>　　類別：分離式半導(dǎo)體產(chǎn)品</p><p>　　家庭：晶體管(BJT) - 單路</p><p>

42、<b>　　晶體管類型：PNP</b></p><p>　　電流 - 集電極 (Ic)（最大）：800mA</p><p>　　電壓 - 集電極發(fā)射極擊穿（最大）：25V</p><p>　　Ib、Ic條件下的Vce飽和度（最大）：700mV 50mA，500mA</p><p>　　電流 - 集電極截止（最大）：1

43、00nA</p><p>　　在某 Ic、Vce 時(shí)的最小直流電流增益 (hFE)：100 100mA，1V</p><p>　　功率 - 最大：625mW</p><p>　　頻率 - 轉(zhuǎn)換：100MHz</p><p><b>　　安裝類型：通孔</b></p><p>　　封裝/外殼：T

44、O-226-3、TO-92-3 標(biāo)準(zhǔn)主體</p><p><b>　　第二節(jié) 電容的選擇</b></p><p>　　電解電容器，又稱電容器隔膜紙，它在電解電容器的陽(yáng)極和陰極鋁箔之間起隔離、絕緣作用。電解電容器紙的質(zhì)量越好，越能滿足電容器耐壓、低阻抗、損耗小的要求。電解電容器是指在鋁、鉭、鈮、鈦等金屬的表面采用陽(yáng)極氧化法生成一薄層氧化物作為電介質(zhì)，以電解質(zhì)作為陰極而構(gòu)

45、成的電容器。</p><p>　　電解電容器的內(nèi)部有儲(chǔ)存電荷的電解質(zhì)材料，分正、負(fù)極性，類似于電池，不可接反。正極為粘有氧化膜的金屬基板，負(fù)極通過(guò)金屬極板與電解質(zhì)（固體和非固體）相連接。</p><p>　　無(wú)極性（雙極性）電解電容器采用雙氧化膜結(jié)構(gòu)，類似于兩只有極性電解電容器將兩個(gè)負(fù)極相連接后構(gòu)成，其兩個(gè)電極分別為兩個(gè)金屬極板（均粘有氧化膜）相連，兩組氧化膜中間為電解質(zhì)。有極性電解電容器

46、通常在電源電路或中頻、低頻電路中起電源濾波，退耦、信號(hào)耦合及時(shí)間常數(shù)設(shè)定、隔直流等作用。無(wú)極性電解電容器通常用于音響分頻器電路、電視機(jī)S校正電路及單相發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電路。</p><p>　　電解電容器的工作電壓為4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、160V、200V、300V、400V、450V、500V，工作溫度為-55°~+155℃（4~500V）、，特

47、點(diǎn)是容量大、體積大、有極性，一般用于直流電路中作濾波、整流。目前最常用的電解電容器有鋁電解電容器和鉭電解電容器。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中選擇了5個(gè)極性電容:</p><p>　　兩個(gè)100uF|16V， 三個(gè)470 uF|16V；</p><p>　　選擇了6個(gè)無(wú)極性電容：100nF。</p><p>　　第三節(jié) 電阻的選擇 &

48、lt;/p><p>　　電阻（Resistance，通常用“R”表示），在物理學(xué)中表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小。導(dǎo)體的電阻越大，表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越大。不同的導(dǎo)體，電阻一般不同，電阻是導(dǎo)體本身的一種特性。電阻將會(huì)導(dǎo)致電子流通量的變化，電阻越小，電子流通量越大，反之亦然。</p><p>　　阻元件的電阻值大小一般與溫度有關(guān)，還與導(dǎo)體長(zhǎng)度、橫截面積、材料有關(guān)。衡量電阻受溫度影響大小的物理量

49、是溫度系數(shù)，其定義為溫度每升高1℃時(shí)電阻值發(fā)生變化的百分?jǐn)?shù)。多數(shù)（金屬）的電阻隨溫度的升高而升高，一些半導(dǎo)體卻相反。如：玻璃，碳在溫度一定的情況下，有公式R=ρl/s其中的ρ就是電阻率，l為材料的長(zhǎng)度，單位為m，s為面積，單位為平方米?？梢钥闯?，材料的電阻大小正比于材料的長(zhǎng)度，而反比于其面積。</p><p>　　電阻物理量：1歐電壓產(chǎn)生一鷗電流則為1鷗電阻。另外電阻的作用除了在電路中用來(lái)控制電流電壓外還可以制成

50、發(fā)熱元件等。</p><p>　　電阻的主要物理特征是變電能為熱能，也可說(shuō)它是一個(gè)耗能元件，電流經(jīng)過(guò)它就產(chǎn)生內(nèi)能。電阻在電路中通常起分壓、分流的作用。對(duì)信號(hào)來(lái)說(shuō)，交流與直流信號(hào)都可以通過(guò)電阻。</p><p>　　色環(huán)電阻的識(shí)別方法：</p><p>　　帶有四個(gè)色環(huán)的其中第一、二環(huán)分別代表阻值的前兩位數(shù)；第三環(huán)代表倍率；第四環(huán)代表誤差?？焖僮R(shí)別的關(guān)鍵在于根據(jù)第三環(huán)

51、的顏色把阻值確定在某一數(shù)量級(jí)范圍內(nèi)，例如是幾點(diǎn)幾K、還是幾十幾K的，再將前兩環(huán)讀出的數(shù)”代”進(jìn)去，這樣就可很快讀出數(shù)來(lái)。[2]</p><p>　?。?）熟記第一、二環(huán)每種顏色所代表的數(shù)?？蛇@樣記憶：棕1，紅2，橙3，黃4，綠5，藍(lán)6，紫7，灰8，白9，黑0。這樣連起來(lái)讀，多復(fù)誦幾遍便可記住?！　∮洔?zhǔn)記牢第三環(huán)顏色所代表的 阻值范圍，這一點(diǎn)是快識(shí)的關(guān)鍵。具體是：　　金色：幾點(diǎn)幾 Ω　　黑色：幾十幾 Ω　　

52、棕色：幾百幾十 Ω　　紅色：幾點(diǎn)幾 kΩ　　橙色：幾十幾 kΩ　　黃色：幾百幾十 kΩ　　綠色：幾點(diǎn)幾 MΩ</p><p>　　藍(lán)色：幾十幾 MΩ　　從數(shù)量級(jí)來(lái)看，整體上可把它們劃分為三個(gè)大的等級(jí)，即：金、黑、棕色是歐姆級(jí)的；紅橙、黃色是千歐級(jí)的；綠、藍(lán)色則是兆歐級(jí)的。這樣劃分一下是為了便于記憶。</p><p>　　（3）當(dāng)?shù)诙h(huán)是黑色時(shí)，第三環(huán)顏色所代表的則是整數(shù)，即幾，幾

53、十，幾百 kΩ等，這是讀數(shù)時(shí)的特殊情況，要注意。例如第三環(huán)是紅色，則其阻值即是整幾kΩ的?！　。?）記住第四環(huán)顏色所代表的誤差，即：金色為5%；銀色為10%；無(wú)色為20%?！　∠旅媾e例說(shuō)明：　　例1當(dāng)四個(gè)色環(huán)依次是黃、橙、紅、金色時(shí)，因第三環(huán)為紅色、阻值范圍是幾點(diǎn)幾kΩ的，按照黃、橙兩色分別代表的數(shù)”4″和”3″代入,，則其讀數(shù)為4.3 kΩ。第環(huán)是金色表示誤差為5%。 例2當(dāng)四個(gè)色環(huán)依次是棕、黑、橙、金色時(shí)，因第三環(huán)為橙

54、色，第二環(huán)又是黑色，阻值應(yīng)是整幾十kΩ的，按棕色代表的數(shù)”1″代入，讀數(shù)為10 kΩ。第四環(huán)是金色，其誤差為5%。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中選擇了:150Ω、10kΩ、1.5kΩ、1kΩ、330Ω、3.3kΩ、390kΩ、2.2kΩ、560Ω、27Ω；</p><p>　　第二章 視頻信號(hào)放大器設(shè)計(jì)</p><p>　　第一節(jié) 視頻信號(hào)放大性能參數(shù)</p

55、><p>　　一、放大電路的主要頻響參數(shù)</p><p>　?。?）中頻增益AM及相角φM</p><p>　　指放大器工作在中頻區(qū)的增益與相位，它們與頻率無(wú)關(guān)。</p><p>　　（2）上限頻率fH及下限頻率fL</p><p>　　它定義為當(dāng)信號(hào)頻率變化時(shí)，放大器增益的幅值下降到0.707AM時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率。當(dāng)頻率升

56、高時(shí)，增益下降到0.707AM時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率稱為上限頻率fH，即</p><p>　　當(dāng)頻率下降時(shí)，增益下降到0.707AM時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率稱為下限頻率fL，即</p><p><b>　?。?）通頻帶BW</b></p><p>　　它定義為上、下限頻率之差值，即</p><p>　　BW= fH－fL

57、 （2—3）</p><p>　　當(dāng)fH＞＞fL時(shí)，BW≈fH。</p><p>　?。?）增益帶寬積GBW</p><p>　　它是放大器中頻增益AM與通頻帶BW的乘積，即</p><

58、;p>　　GBW=│AM·BW│ （2—4）</p><p>　　二、放大電路在不同頻段內(nèi)的等效電路</p><p>　　若考慮電抗元件的影響，放大器的增益應(yīng)為頻率的復(fù)函數(shù)：A(jω)=A(ω)ejφA(ω)。放大器的頻率特性可分為三個(gè)頻段：中頻段、低頻段、高頻段。對(duì)不同頻段內(nèi)的放大器進(jìn)行

59、分析，應(yīng)建立不同的等效電路。</p><p>　?。?）中頻段：通頻帶BW以內(nèi)的區(qū)域</p><p>　　由于耦合電容及旁路電容的容量較大，在中頻區(qū)呈現(xiàn)的容抗（1/ωC）較小，故可視為短路；而三極管的極間電容的容量較小，在中頻區(qū)呈現(xiàn)的容抗較大，故可視為開(kāi)路。因此，在</p><p>　　中頻段范圍內(nèi)，電路中所有電抗的影響均可忽略不計(jì)。在中頻段，放大器的增益、相角均為

60、常數(shù)，不隨頻率而變化。</p><p>　　（2）低頻段：f＜fL的區(qū)域</p><p>　　在低頻段，隨著頻率的減小，耦合電容及旁路電容的容抗增大，分壓作用明顯，不可再視為短路；而三極管的極間電容呈現(xiàn)的容抗比中頻時(shí)更大，仍可視為開(kāi)路。因此，影響低頻響應(yīng)的主要因素是耦合電容及旁路電容。</p><p>　　在低頻段，放大器的增益比中頻時(shí)減小并產(chǎn)生附加相移。</

61、p><p>　　（3）高頻段：f＞fH的區(qū)域</p><p>　　在高頻段，隨著頻率的增大，耦合電容及旁路電容的容抗比中頻時(shí)更小，仍可視為短路；而三極管的極間電容呈現(xiàn)的容抗比中頻時(shí)減小，分流作用加大，不可再視為開(kāi)路。因此，影響高頻響應(yīng)的主要因素是晶體管的極間電容。</p><p>　　三、頻率響應(yīng)的分析方法</p><p>　　它是以傳遞函數(shù)與相

62、應(yīng)的拉氏變換為基礎(chǔ)，從放大器的交流等效電路出發(fā)，將其電容C用1/sC表示，電感L用sL表示，導(dǎo)出電路的傳遞函數(shù)表達(dá)式，確定其極點(diǎn)與零點(diǎn)，并由此確定有關(guān)放大器的頻率特性參數(shù)，具體步驟如下：</p><p>　?。?）寫出電路傳遞函數(shù)的表達(dá)式A(s)</p><p>　　在復(fù)頻域內(nèi)，無(wú)零多極系統(tǒng)傳遞函數(shù)的一般表達(dá)式為：</p><p>　　其中，AM為電路的中頻增益，p

63、為極點(diǎn)。極點(diǎn)數(shù)值應(yīng)為負(fù)實(shí)數(shù)或?qū)嵅繛樨?fù)值的共軛復(fù)數(shù)，極點(diǎn)數(shù)目等于電路中獨(dú)立電容的數(shù)目。</p><p>　?。?）令s=jω，寫出頻率特性表達(dá)式A(jω)</p><p>　　設(shè)極點(diǎn)均為負(fù)實(shí)數(shù)（p=－ωp），則</p><p>　?。?）確定上限角頻率ωH</p><p>　　若ωp1＜ωp2＜…＜ωpn，且ωp2≥4ωp1，則ωH≈ωp1。稱

64、ωp1為主極點(diǎn)角頻率。</p><p>　?。?）繪制漸近波特圖</p><p>　?。?）使用開(kāi)路時(shí)常數(shù)法近似計(jì)算系統(tǒng)的上限角頻率ωH</p><p>　　當(dāng)難以用簡(jiǎn)單的方法確定等效電路的極點(diǎn)和零點(diǎn)時(shí)，通?？刹捎么朔N方法，具體步驟如下；</p><p>　　首先，分別求出高頻等效電路中每一個(gè)電容元件確定的開(kāi)路時(shí)間常數(shù)τ=RioCi，Ci是電

65、路中的一個(gè)電容元件，此時(shí)除Ci外的其他電容元件均開(kāi)路，并將電壓源短路，電流源開(kāi)路，畫出等效電路，求出與Ci相并接的等效電阻Rio。按此法求出所有電容的開(kāi)路時(shí)間常數(shù)τ并相加，這樣就可確定電路的上限頻率為:</p><p>　　這種方法的突出優(yōu)點(diǎn)是可以看到電路中的每個(gè)電容元件對(duì)高頻響應(yīng)的影響程度，從而為設(shè)計(jì)好的高頻響應(yīng)電路提供簡(jiǎn)捷的方法，但不適用于含有電感的系統(tǒng)。</p><p>　　四、 多

66、級(jí)放大器的頻率響應(yīng)</p><p>　　（1）多級(jí)放大器的上限頻率fH</p><p>　　多級(jí)放大器上限頻率fH的近似表達(dá)式為：</p><p>　　式中，fH1、fH2 … fHn分別為各級(jí)放大器的上限頻率。</p><p>　　若各級(jí)上限頻率相等，即fH1=fH2=…= fHn，則根據(jù)式（3—1）并結(jié)合式（3—6）有：</p>

67、;<p>　　多級(jí)放大器總的上限頻率fH比其中任何一級(jí)的上限頻率fHk都要低。</p><p>　?。?）、多級(jí)放大器的下限頻率fL</p><p>　　多級(jí)放大器下限頻率fL的近似表達(dá)式為：</p><p>　　式中，fL1、fL2 … fLn分別為各級(jí)放大器的下限頻率。</p><p>　　若各級(jí)下限頻率相等，若fL1=fL

68、2=…= fLn，則類似于式（3—10）的推導(dǎo)，可得：</p><p>　　多級(jí)放大器總的下限頻率fL比其中任何一級(jí)的下限頻率fLk都要高。</p><p>　　多級(jí)放大器總的增益增大了，但總的通頻帶變窄了。</p><p>　　五、級(jí)放大器的瞬態(tài)響應(yīng)</p><p>　　對(duì)放大電路的研究，目前有兩種不同的方法，即穩(wěn)態(tài)分析和瞬態(tài)分析。<

69、/p><p>　　穩(wěn)態(tài)分析以正弦波為放大電路的基本信號(hào)，研究放大電路對(duì)不同信號(hào)的幅值和相位的響應(yīng)，這種方法又叫做頻域響應(yīng)。</p><p>　　瞬態(tài)分析以單位階躍為放大電路的輸入信號(hào)，研究放大電路的輸出波形隨時(shí)間變化的情況，稱階躍響應(yīng)，又叫做時(shí)域響應(yīng)。</p><p>　?。?）表征瞬態(tài)響應(yīng)的主要參數(shù)</p><p>　　放大電路的瞬態(tài)響應(yīng)主要由

70、上升時(shí)間tr和平頂降落δ來(lái)表示。圖2.1、圖2.2分別示出了這兩個(gè)參數(shù)的定義。</p><p>　　（2）穩(wěn)態(tài)響應(yīng)與瞬態(tài)響應(yīng)參數(shù)之間的關(guān)系</p><p>　　上升時(shí)間tr與上限頻率fH之間的關(guān)系</p><p>　　上升時(shí)間tr與上限頻率fH成反比，fH↑→tr↓→前言失真越小。</p><p>　　平頂降落δ與下限頻率fL之間的關(guān)系<

71、;/p><p>　　δ=2πfL tP VS （2－14）</p><p>　　平頂降落δ與下限頻率fL成正比，fL↓→δ↓。</p><p>　　第二節(jié) 視頻信號(hào)放大電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　視頻

72、信號(hào)放大器設(shè)計(jì)采用五個(gè)三級(jí)管，是一個(gè)5 MHz帶寬的寬帶放大器。信號(hào)由C11端輸入，這是一個(gè)前置放大器和圍繞第一季度建成 。Q1是采用BC548，是在第一季度的輸出直流耦合，Q2用PNP型的BC558，在第二季度它將放大信號(hào)更大，因?yàn)樗鼈兪侵绷黢詈系那爸梅糯笃饔袔缀鯖](méi)有失真和放大是相當(dāng)高的。最后，BC338、BC328的輸出三極管管。這兩個(gè)晶體管是相輔相成的，從他們的共同發(fā)射器的信號(hào)是從那里發(fā)送到驅(qū)動(dòng)電路的各種設(shè)備的信號(hào)分配RC網(wǎng)絡(luò)。在

73、P1端放置一個(gè)12V的直流電源。輸出信號(hào)由R14和R19之間，如圖1-1。</p><p>　　圖2-1 視頻信號(hào)放大器原理圖</p><p><b>　　第三章 調(diào)試過(guò)程</b></p><p>　　第一節(jié) Multisim 仿真</p><p>　　安裝multism軟件，在安裝軟件時(shí)有30的試用期，安裝

74、成功后，在進(jìn)行漢化。首先畫出原理圖，如圖3-1。</p><p>　　圖3-1 仿真原理圖</p><p>　　選擇21個(gè)電阻元器件，它們的值分別為150,10k,1k,390k,3.3k等，和一個(gè)12V的直流電源，主要元器件由Q1（BC548）、Q2（BC558）、Q3（BC548）、Q4（BC338）、Q5（BC328）這五個(gè)三極管組成。電容有五個(gè)極限電容和六個(gè)瓷片無(wú)極限電容。在輸

75、入端和輸出分別都有一個(gè)接地。</p><p>　　畫出原理圖后，進(jìn)行仿真，如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2 仿真工作圖</p><p>　　在仿真時(shí)的工具有一個(gè)函數(shù)發(fā)生器、示波器、功率計(jì)、失真分析。函數(shù)發(fā)生器的正極接到原理圖的5點(diǎn)，負(fù)極連接到輸入端的的接地。在原理圖中有三個(gè)輸出點(diǎn)，分別是13、18、R14和R19之間。把示波器A頻道的正極連接到13

76、點(diǎn)，負(fù)極接入到輸出端的接地。功率計(jì)正極連接到VCC端，負(fù)極接到到輸出端的接地。</p><p>　　對(duì)2MHZ和10MHZ的正選玄波進(jìn)行仿真，發(fā)現(xiàn)2MHZ的時(shí)出現(xiàn)上限截止失真。10MHZ的波形明顯失真。如圖3-3和圖3-4所示。</p><p>　　圖3-3 2MHZ限截止失真</p><p>　　圖3-4 10MHZ正玄波</p><

77、p>　　方波調(diào)試，方波信號(hào)是指電路系統(tǒng)中信號(hào)的質(zhì)量，如果在要求的時(shí)間內(nèi)，信號(hào)能不失真地從源端傳送到接收端，就稱該信號(hào)是方波信號(hào)。信號(hào)有良好的方波信號(hào)是指當(dāng)在需要的時(shí)候，具有所必需達(dá)到的電壓電平數(shù)值。差的方波信號(hào)不是由某一單一因素導(dǎo)致，而板級(jí)設(shè)計(jì)中多種因素共同引起。主要的方波信號(hào)問(wèn)題包括反射、振蕩、地彈、串?dāng)_等。分別在函數(shù)發(fā)</p><p>　　生器上調(diào)一個(gè)6MHZ和10MHZ的方波，6MHZ的方波如圖3-5

78、所示，而10MHZ的方波明顯失真如圖3-5所示。</p><p>　　圖3-5 方波1</p><p>　　圖3-6 方波失真</p><p>　　鋸齒波調(diào)試，平時(shí)彩色電視屏幕、示波器上的陰極射線管上的圖像，都是由光組成的柵格拼湊而成。柵格的不同色調(diào)、亮度的形成過(guò)程中，鋸齒波起了很重要的控制作用。屏幕上每一幀圖像不是在同一時(shí)刻形成的，而是通過(guò)電子束掃描逐步而

79、出現(xiàn)。采用了2MHZ和10MHZ的鋸齒波進(jìn)行測(cè)試，2MHZ有些失真如圖3-7所示，而10MHZ的完全失真如圖3-8所示。</p><p>　　圖3-7 2MHZ鋸齒波</p><p>　　圖3-8 10MHZ鋸齒波失真</p><p>　　功率測(cè)量，第一次測(cè)量出功率為407.200mW,功率因數(shù)為0.998, 如圖3-9所示。第一次測(cè)量出功率為418.393 m

80、W, 功率因數(shù)為0.981，如圖3-10所示。通過(guò)兩次測(cè)量結(jié)果，算出平均功率為417.797mW。</p><p>　　圖3-9 功率1</p><p>　　圖3-10 功率2</p><p>　　失真分析，設(shè)基頻為6MHZ，頻率分辨率為3MHZ?？刂剖荢INAD,顯示為dB,信號(hào)的失真是0.156dB。如圖3-11所示。</p><p&

81、gt;　　圖3-11 信號(hào)失真分析</p><p><b>　　第二節(jié) 制作實(shí)物</b></p><p>　　建新原理圖工程，首先畫出輸入端、輸出端、電源端，分別為P2、P3、P1。從元器件庫(kù)中取出3個(gè)NPN型三極管，對(duì)其封裝引腳加大。再?gòu)膸?kù)中取出2個(gè)PNP型三極管，除了對(duì)其封裝引腳加大外，還要將引腳序號(hào)改為123。并表明它們的參數(shù)。再?gòu)脑骷?kù)中取出電阻、電容。標(biāo)

82、出它們的序號(hào)和參數(shù)。用導(dǎo)線按原理電路圖連接好個(gè)電子元器件。如圖3-12。</p><p>　　圖3-12 PCB原理圖</p><p>　　新建PCB工程，如果在導(dǎo)線連接時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題是，將不能成功生成PCB，生成PCB后，按原理電路圖從新對(duì)元器件進(jìn)行排版，盡量減少連線的交叉，再設(shè)置線和焊孔參數(shù)，再手動(dòng)布線。最后可以通過(guò)查找相似度，將焊孔直徑改為2mm。如圖3-13所示。</p>

83、;<p>　　圖3-13 PCB工程圖</p><p>　　制作實(shí)物：（1）把轉(zhuǎn)印紙貼在A4紙上，通過(guò)打印機(jī)把PCB圖打印在轉(zhuǎn)印紙上：（2）把轉(zhuǎn)</p><p>　　印紙貼在覆銅板上，通過(guò)熱轉(zhuǎn)印機(jī)把PCB圖打印在覆銅板上；（2）腐蝕，打孔，按照原理電路圖焊接電路圖。如圖3-14所示。</p><p><b>　　圖3-14 實(shí)物<

84、/b></p><p><b>　　第三節(jié) 實(shí)物調(diào)試</b></p><p>　　把實(shí)物的P1端接到直流電壓源12V上，P2輸入端接函數(shù)發(fā)生器，P3輸出端接到示波器。接通電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器，觀察示波器。首先對(duì)正玄波調(diào)試，發(fā)現(xiàn)，失真。如圖3-15所示。</p><p>　　圖3-15 實(shí)物連接線</p><p&g

85、t;　　調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器，觀察示波器。首先對(duì)正玄波調(diào)試，波形如圖3-16所示。</p><p>　　圖3-16 正玄波調(diào)試</p><p>　　調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器，觀察示波器。對(duì)方波調(diào)試，發(fā)現(xiàn)，失真。如圖3-17所示。</p><p>　　圖3-17 方波調(diào)試失真</p><p><b>　　總結(jié)</b></p&

86、gt;<p>　　本次設(shè)計(jì)的成功之出是能對(duì)部分的視頻信號(hào)（模擬信號(hào)）進(jìn)行放大。最大輸入電平為1VP-P信號(hào)，失真為0.156 dB。功 耗是417.797mW 小于1W。設(shè)計(jì)的失敗是放大信號(hào)的失真等。首先是仿真的失真，可能是因?yàn)槿龢O管參數(shù)選擇沒(méi)有成功。電路設(shè)計(jì)不過(guò)完善。第二是實(shí)物沒(méi)有達(dá)到仿真的效果，可能焊接電路時(shí)出現(xiàn)了問(wèn)題。</p><p><b>　　。</b></p&

87、gt;<p><b>　　致謝</b></p><p>　　非常感謝張老師在大學(xué)最后對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)幫助。也謝謝老師和同學(xué)們?cè)谧鲈O(shè)計(jì)為我提供實(shí)驗(yàn)的幫助，謝謝同學(xué)們?cè)谠O(shè)計(jì)中對(duì)我提出意見(jiàn)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]. 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）（第四版）[

88、M].北京：高等教育出版社，1999,6月；</p><p>　　[2]. 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）（第四版）[M].北京：高等教育出版社，1999,6月；</p><p>　　[3]. 鈴木憲治．高頻電路設(shè)計(jì)與制作[M].北京：科學(xué)技術(shù)出版社，2005；</p><p>　　[4]. 趙家貴.電子電路設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2007，2月；<