【广东工业大学】简易晶体管放大器

一、设计任务

设计一个晶体管放大器装置。

二、题目要求

外接信号输出频率为 1kHZ，峰峰值 20mV 的正弦电压 ui，能够实现以下功能：

1.基本要求

（1） 放大器能够输出无明显失真的正弦电压 uo。

（2） 测量显示其输入、输出电阻。

（3） 画出波形图。

（4） 显示放大器的增益，画出幅频特性曲线图。

2.发挥部分

（1） 能输出顶部失真的电压，画出波形图。

（2） 能输出底部失真的电压，画出波形图。

（3） 放大器输出无失真电压及两种失真电压时峰峰值不低于 2V。

（4） 测量显示无失真电压及两种失真电压“总谐波失真”近似值。

作品简介：本设计采用晶体管（NPN）的两级共射极放大电路以及乙类功率放大电路，通过改变RA阻值改变静态工作点Q的高低，得到截止失真和饱和失真的波形，通过调整RB的阻值改变三极管放大倍数，得到峰峰值大于2V的波形。采集部分使用STM32F103进行控制操作，利用单片机的ADC外设精确地采集电压波形，然后通过DMA外设为 RAM与I/O设备开辟一条直接传送数据的通路，能使 CPU 的效率大为提高。 配置定时器触发AD转换能够控制采样频率。采集到波形后在TFTLCD屏幕上显示能够清楚地看到波形数据。引入DSP库，通过快速傅里叶变换进行实现总谐波失真的测量计算，通过定时器进行定时输出特定的采样频率，采样点数为1024,，将采样数据通过单片机做FFT得到不同频率的模值。线性放大器输入为正弦信号时，其非线性失真表现为输出信号中出现谐波分量，要求谐波取到五次，所以根据信号源的1k Hz的信号，需要采集到 1kHz、2kHz、3kHz、4kHz、5kHz 得幅值分别为U01 、U02 、U03 、U04 、U05，根据公式计算出THD即可。测量到频率和电压增益即可画出幅频特性曲线。