东南大学信息学院 模电实验七
模电实验报告东南大学
模电实验报告东南大学
《模电实验报告：东南大学》
模拟电子技术是电子工程中的重要分支，它涉及到模拟信号的处理和传输，是电子工程师必须掌握的重要知识之一。
为了帮助学生更好地理解和掌握模拟电子技术，东南大学开设了模拟电子技术实验课程，通过实验操作来加深学生对模拟电子技术的理解。
在这篇报告中，我们将介绍东南大学模拟电子技术实验的内容和实验结果。
东南大学模拟电子技术实验课程包括基本电路实验、放大电路实验、滤波电路实验等内容。
在基本电路实验中，学生将学习和掌握基本的电子元件的使用方法，包括电阻、电容、电感等元件的特性和应用。
在放大电路实验中，学生将学习和掌握放大电路的设计和调试方法，了解放大电路的工作原理和特性。
在滤波电路实验中，学生将学习和掌握滤波电路的设计和调试方法，了解滤波电路的工作原理和特性。
在实验过程中，学生将亲自动手搭建电路，调试电路，观察电路的工作状态，并记录实验结果。
通过实验操作，学生将更加深入地理解模拟电子技术的理论知识，提高实际操作能力和问题解决能力。
通过模拟电子技术实验，学生将获得以下几方面的收获：一是对模拟电子技术的理论知识有了更深入的理解；二是提高了实际操作能力和问题解决能力；三是培养了团队合作意识和沟通能力。
这些收获将对学生未来的学习和工作产生积极的影响。
总之，东南大学模拟电子技术实验课程为学生提供了一个良好的学习平台，通过实验操作来加深学生对模拟电子技术的理解，提高实际操作能力和问题解决
能力。
相信通过这门课程的学习，学生将更加深入地理解和掌握模拟电子技术，为未来的学习和工作打下坚实的基础。
最新东南大学-信息学院--电子线路-模电实验五六报告
东南大学模拟电子电路实验实验报告学号姓名2018年 5 月19 日实验名称频率响应与失真&电流源与多级放大器成绩【背景知识小考察】考察知识点：放大器的增益、输入输出电阻和带宽计算-，R i=在图3-5-2所示电路中，计算该单级放大器的中频电压增益A v= 38.5910.94kΩ，R o= 15kΩ。
复习放大器上下限频率概念和计算方法。
图3-5-2电路中，电容CC2和CE1足够大，可视为短路电容。
具有高通特性的电容CC1和输入电阻R i决定了电路的f L=1/（2πR i CC1）；低通特性的电容C1和输出电阻决定了电路的f H=1/（2πR O C1）。
根据图中的标注值，将计算得到的f L、f H和通频带BW，填入表3-5-1。
图3-5-2. 晶体三极管放大器频响电路注：为了计算方便，决定该电路高低频的电容CC1和C1远大于晶体管的自身电容。
因此计算过程中，晶体管电容忽略不计。
计算过程：已知实验二中参数：β=120，）（on V BE =0.7V 。
1：忽略沟道长度调制效应，ce r 不计。
直流通路中，有：mAI I A I I mA RE RE V V I R V V BQ CQEQ BQ on B EQ B B 139.016.11140.021k 29.14710043.1710BE ≈=≈+=≈+-=Ω≈=≈=βμβ）（， 在交流通路中，将发射极上的电阻RE1等效到三极管基极。
因此有：59.38v ,1)1(44.221000139.026120,,-≈==++=Ω≈⨯⨯==ioV bc e b ib CQ T e b v A i i RE r V i k I V r 因此，βββ所以，dB V 73.31lgA 20= 2：z 16.530512115148.1452/08.9141194.10]1)1(//[,0,0L i i H C R f k RC R Hzf srad CC R k RE r R R H LLbe B ≈⋅⋅=Ω==≈=≈⋅=Ω≈++=ππωωβ考察知识点：多级放大器图3-6-8. 单级放大器在图3-6-8所示电路中，双极型晶体管2N3904的β≈120，V BE(on)=0.7V。
东南大学模拟电子线路实验报告运算放大器的基本应用
东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：电路与电子线路实验Ⅱ第一次实验实验名称：运算放大器的基本应用院（系）：吴健雄学院专业：工科试验班姓名：学号：实验室: 电工电子中心103实验组别：同组人员：实验时间：2019年4月11 日评定成绩：审阅教师：了解运放的基本特性，以运放构成的同相比例放大电路为例，研究运算放大器的转换速率和增益带宽积性能。
二、 实验原理1. 实验一 同相比例放大电路根据运算放大器基本原理及性质，可得00u u i i +-+-====11o F i u R u R =+ 2. 实验二 减法电路的设计3211231(1)F F o R R Ru u u R R R R =+-+ 3. 实验三 波形转换电路的设计1O i u u dt RC=-⎰1.实验内容（补充实验）：（1）设计一个同相输入比例运算电路，放大倍数为11，且 RF=100 kΩ。
输入信号保持Ui＝0.1Vpp不变，改变输入信号的频率，在输出不失真的情况下，并记录此时的输入输出波形，测量两者的相位差，并做简单测出上限频率fH分析。
/°图像14.032.042.647.9（b ）（c ）实验结果分析： 由上表可得，当*0.1*110.778O U AuU V === 时，输出波形已经失真，此时fH=78.86kHz ，φ=47.9°,可以看出相位差与理论值45°存在较小差距，基本吻合。
（2）输入信号为占空比为50%的双极性方波信号，调整信号频率和幅度，直至输出波形正好变成三角波，记录该点输出电压和频率值，根据转换速率的定义对此进行计算和分析（这是较常用的测量转换速率的方法）。
（a ）双踪显示输入输出波形图（c ） 实验结果分析：7.84/0.501/1/(32*2)dV SR V s V s dt μμ===由SR 的计算公式可得SR ≈0.5V/μs ，与理论值近似（3）将输入正弦交流信号频率调到前面测得的fH，逐步增加输入信号幅度，观察输出波形，直到输出波形开始变形（看起来不像正弦波了），记录该点的输入、输出电压值，根据转换速率的定义对此进行计算和分析，并和手册上的转换速率值进行比较。
东南大学模拟电路实验报告(二)
c)当R1=1 kΩ、RL为1 kΩ，输入电压Vi为0.5V、1V和3V时，计算负载电阻RL的取值范围。
Vi=0.5VRl≤27 KΩ
Vi=1VRl≤13 KΩ
Vi=3VRl≤3.7 KΩ
4、设运算放大器为双电源供电，最大输出电压为±VOM，试根据精密全波整流电路的原理，推导图10-2的传输特性曲线，写出推导过程并画出传输特性曲线。
答：当输入Vi>0时，二极管D1导通，D2截止，故V0l=Vn=Vi，运放A2为差分输入放大器，由叠加原理知V0=-2R/2R*Vi=-vi+2*vi=vi。当输入Vi<0时，二极管D2导通，D1截止，此时，运放A1为同相比例放大器，V0l=vi(1+R/R)=2Vi,同样由叠加原理可得运放A2的输出为V0=V0l(-2R/R)+Vi(1+2R/R)=-Vi,故最后可将输出电压表示为
三、预习思考题
1、根据29页实验内容1的指标要求设计电路并确定元件参数。
a）设计原理图
b）设计过程
选取R1=1 kΩ,C=1uF，R3=100kΩ，R2=1kΩ，R4=10kΩ。
2、在积分器实验中，若信号源提供不出平均值为零的方波，能否通过耦合电容隔直流？若能的话，电容量怎样取？
答：可以，选取较大的电容，电容通交流阻直流，可阻碍其直流成分
11mV
7.05V
1V
1.48V
-1.42V
100Hz
20mV
1.42V
10mV
15.2mV
-16.0mV
100Hz
0.6mV
16.8mV
1.精密半波整流输入、输出波形图——有效值为5V
2.精密半波整流输入、输出波形图——有效值为1V
模电实验7
模拟电子技术实验实验7负反馈放大电路实验报告2016.11.30一、实验目的1、加深对负反馈放大电路的认识2、加深理解放大电路中引入负反馈的方法3、加深理解负反馈对放大电路各项性能指标的影响二、实验原理负反馈在电子电路中的应用非常广泛，虽然它使放大电路的增益降低，但能在许多方面改善放大电路的动态指标，如稳定增益、改变输入、输出电阻，减小非线性失真和展宽通频带等。
因此，几乎所有的实用放大电路都有负反馈。
负反馈放大电路有四种组态，即电压串联、电压并联、电流串联、电流并联。
本实验以电压串联负反馈为例，分析负反馈对放大电路各项性能指标的影响。
1、如上图所示为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路，在电路中通过Rf把输出电压Vo引回到输入端，加在晶体管T1的发射级上，在发射级电阻R F1上形成反馈电压Vf。
根据反馈的判断法可知，它属于电压串联负反馈。
主要性能指标如下：（1）闭环电压增益A VF=A V/(1+A V F V)其中，A V =Vo/Vi，是基本放大电路（无反馈）的电压增益，即开环电压增益。
1+A V F V，是反馈深度，它的大小决定了负反馈对放大电路性能改善的程度。
（2）反馈系数F V=Vf/Vo=R F1/(Rf+R F1)（3）输入电阻Rif=(1+A V F V)Ri其中，Ri是基本放大电路的输入电阻。
可见负反馈可增大放大电路的输入电阻。
（4）输出电阻Rof=Ro/(1+A Vo F V)其中，Ro是基本放大电路的输出电阻。
A Vo是基本放大电路R L=∞时的电压增益。
可见负反馈可减小放大电路的输出电阻。
2、测量基本放大电路的动态参数时，要先实现无反馈时的基本放大电路。
需要注意的是，不能简单地把反馈电路断开，而是既要去掉反馈作用，又要把反馈电路的影响（负载效应）考虑到基本放大电路中去。
为此：（1）在画基本放大电路的输入回路时，因为是电压负反馈，所以可将负反馈放大电路的输出端交流短路，即令Vo=0，此时Rf相当于并联在R F1上。
东南大学 信息学院 2018 电子线路 模电实验四报告
东南大学模拟电子电路实验实 验 报 告学号 姓名2018年 4 月 21 日实验名称 差分放大器 成 绩【背景知识小考察】根据图4-10所示电路，计算该电路的性能参数。
已知晶体管的导通电压V BE(on)=0.55, β=500，|V A |=150 V ，试求该电路中晶体管的静态电流I CQ ，节点1和2的直流电压V 1、V 2，晶体管跨导g m ，差模输入阻抗R id ，差模电压增益A v d ，共模电压增益A v c 和共模抑制比K CMR ，请写出详细的计算过程，并完成表4-1。
图4-10 差分放大器实验电路表4-1：计算过程如下：581785.0255.010⨯+=⨯++BQ BQ I I β所以，≈BQ I 2.06μAmA 03.1≈=BQ CQ I I β V I V V Q 94.22521=-== S V I g TCQ m m 62.39≈=Ω≈==k R g R r R eb id 16.11//2//27m7）（）（，β24.79g //-g 2m 2m v -≈-≈=R r R A ce d ）（ 22-12vc -==R R A 81.19|2/|vd ==vcCMR A A K【一起做仿真】1. 在Multisim 中设计差分放大器，电路结构和参数如图4-10所示，进行直流工作点分析（DC 分析），得到电路的工作点电流和电压，完成表4-2，并与计算结果对照。
表4-2：仿真设置：Simulate → Analyses → DC Operating Point ，设置需要输出的电压或者电流。
2. 在图4-10所示电路中，固定输入信号频率为2kHz ，输入不同信号幅度时，测量电路的差模增益。
采用Agilent 示波器（Agilent Oscilloscope ）观察输出波形，测量输出电压的峰峰值（peak-peak），通过“差模输出电压峰峰值/差模输入电压峰峰值”计算差模增益A v d，用频谱仪器观测节点1的基波功率和谐波功率，并完成表4-3（注意选择合适的解析频率）。
东南大学模拟电子电路实验报告——波形的产生、分解与合成
东南大学电工电子实验中心实验报告模拟电子电路第四次实验（系）：一专 业:验室：电工电子中1心103实验组别:课程名称: 实验名称:波形的产生、分解与合成名:学 号:同组人员: 实验时间: 2019年5月15日评定成绩:审阅教师:根据实验内容、技术指标及实验室现有条件，自选方案设计出原理图,计算元件参数: 方波发生器实验目的波形的产生、分解与合成1. 掌握方波信号产生的基本原理和基本分析方法， 电路参数的计算方法，各参数对电路性能的影响；2. 掌握由运算放大器组成的RC 有源滤波器的工作原理，熟练掌握RC 有源滤波器的基本参数的测量方法和工程设计方法； 3. 掌握移相电路设计原理与方法4. 掌握比例加法合成器的基本类型、选型原则和设计方法。
5. 掌握多级电路的级联安装调试技巧；6.熟悉FilterPro 、MultiSim 软件高级分析功能的使用方法。
实验内容设计并安装一个电路使之能够产生方波， 并从方波中分离出主要谐波，再将这些谐波合成为原始信号或其他周期信号。
(1) 设计一个方波发生器，要求其频率为 500Hz,幅度为5V;(2) 设计合适的滤波器，从方波中提取出基波和3次谐波；(3) 设计移相电路，使高次谐波与基波之间的初始相位差为零。
(4) 设计一个加法器电路， 将基波和3次谐波信号按一定规律相加，将合成后的信号与原始信号比较，分析它们的区别及原因。
三、 电路设计⑴ 理,I 分析工作原这里取 R= Rs=10k? , R=9k?, C 1=0.1 成,VCC=6V, VEE=-6V ，此时 f=500Hz仿真结果仿真分析由上图可以看出，输出波形为频率为 求。
II 滤波器设计思路我们知道，方波信号可以分解为：这里我们分别采用两个波和取 R=20k , R 1 = 10k 故A Uf1胃=3, 1 一… ………、，— ............... ..此时Q -------------- 可以尽量大，这样通带宽度越窄，选择性也尽量好3 A Uf2RC ln 2RC ln(12?)2RC ln(12劄500Hz,幅度为5V 的方波，符合实验设计要1) 500Hz 滤波器一提取基波 电路设计仿真结果由上图可以发现该滤波器提取的正弦波波形很清晰，频率符合要求O1 2 RC--------------------------- 531Hz2 * 3k * 0.1 F2)1500Hz 滤波器一提取三次谐波 电路设计1 12 RC 2 * 1.1k__* 0.1 F仿真结果1447 Hz仿真分析由上图发现，输出正弦波频率约为1500Hz,波形不如基波好看，出现部分失真。
东南大学模电实验报告模拟运算放大电路
东南大学电工电子实验中心实 验 报 告课程名称: 模拟电路实验第 一 次实验实验名称: 模拟运算放大电路(一) 院 (系): 专 业: 姓 名:学 号:实 验 室: 实验组别: 同组人员: 实验时间: 评定成绩: 审阅教师:实验一 模拟运算放大电路(一)一、实验目的:1、 熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法。
2、 熟练掌握运算放大电路的故障检查与排除方法,以及增益、传输特性曲线的测量方法。
3、 了解运放调零与相位补偿的基本概念。
二、实验原理:1、反向比例放大器反馈电阻R F 值一般为几十千欧至几百千欧,太大容易产生较大的噪声及漂移。
R 的取值则应远大于信号源v i 的内阻。
若R F = R ,则为倒相器,可作为信号的极性转换电路。
2、电压传输特性曲线F V R A =-R双端口网络的输出电压值随输入电压值的变化而变化的特性叫做电压传输特性。
电压传输特性在实验中一般采用两种方法进行测量。
一种就是手工逐点测量法,另一种就是采用示波器X-Y方式进行直接观察。
示波器X-Y方式直接观察法:就是把一个电压随时间变化的信号(如:正弦波、三角波、锯齿波)在加到电路输入端的同时加到示波器的X通道,电路的输出信号加到示波器的Y通道,利用示波器X-Y图示仪的功能,在屏幕上显示完整的电压传输特性曲线,同时还可以测量相关参数。
具体测量步骤如下:(1) 选择合理的输入信号电压,一般与电路实际的输入动态范围相同,太大除了会影响测量结果以外还可能会损坏器件;太小不能完全反应电路的传输特性。
(2) 选择合理的输入信号频率,频率太高会引起电路的各种高频效应,太低则使显示的波形闪烁,都会影响观察与读数。
一般取50～500Hz 即可。
(3) 选择示波器输入耦合方式,一般要将输入耦合方式设定为DC,比较容易忽视的就是在X-Y 方式下,X 通道的耦合方式就是通过触发耦合按钮来设定的,同样也要设成DC。
(4) 选择示波器显示方式,示波器设成X-Y 方式,对于模拟示波器,将扫描速率旋钮逆时针旋到底就就是X-Y 方式;对于数字示波器,按下“Display”按钮,在菜单项中选择X-Y。
东南大学电路实验实验报告
电路实验实验报告第二次实验实验名称：弱电实验院系：信息科学与工程学院专业：信息工程：学号：实验时间：年月日实验一：PocketLab的使用、电子元器件特性测试和基尔霍夫定理一、仿真实验1.电容伏安特性实验电路：图1-1 电容伏安特性实验电路波形图：图1-2 电容电压电流波形图思考题：请根据测试波形，读取电容上电压，电流摆幅，验证电容的伏安特性表达式。
解：()()mV wt wt U C cos 164cos 164-=+=π，()mV wt wt U R sin 10002cos 1000=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=π，us T 500=；()mA wt RU I I R R C sin 213.0===∴，ππ40002==T w ； 而()mA wt dtdu CCsin 206.0= dtdu CI CC ≈⇒且误差较小，即可验证电容的伏安特性表达式。
2.电感伏安特性实验电路：图1-3 电感伏安特性实验电路波形图：图1-4 电感电压电流波形图思考题：1.比较图1-2和1-4，理解电感、电容上电压电流之间的相位关系。
对于电感而言，电压相位 超前 （超前or 滞后）电流相位；对于电容而言，电压相位 滞后 （超前or 滞后）电流相位。
2.请根据测试波形，读取电感上电压、电流摆幅，验证电感的伏安特性表达式。
解：()mV wt U L cos 8.2=， ()mV wt wt U R sin 10002cos 1000=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=π，us T 500=； ()mA wt RU I I R R L sin 213.0===∴，ππ40002==T w ； 而()mV wt dtdi LLcos 7.2= dtdi LU LL ≈⇒且误差较小，即可验证电感的伏安特性表达式。
二、硬件实验1.恒压源特性验证表1-1 不同电阻负载时电压源输出电压2.电容的伏安特性测量图1-5 电容电压电流波形图3.电感的伏安特性测量图1-6 电感电压电流波形图4.基尔霍夫定律验证表1-2 基尔霍夫验证电路思考题：1.根据实验数据，选定节点，验证KCL 的正确性。
模拟电子技术实验报告答案
模拟电子技术实验报告答案引言模拟电子技术实验是电子工程专业中重要的基础实验之一。
通过模拟电子技术实验，学生可以掌握各种模拟电子电路的特性和设计方法，并将理论知识应用于实践中。
本文将介绍一系列模拟电子技术实验的答案，包括实验题目、实验步骤、实验结果分析等。
实验一：放大电路实验题目设计一个放大电路，输入电压为1V，要求输出电压放大倍数为10倍。
实验步骤1.根据题目要求，选择合适的放大电路拓扑结构，常见的有共射极、共集电极和共基极三种结构，本实验选择共射极结构。
2.根据放大倍数为10倍，可以使用一个普通的放大电路进行级联以获得所需的放大倍数。
即将输入信号接到第一个放大电路的输入端，输出端接到第二个放大电路的输入端，通过级联方式实现10倍放大。
3.根据实际情况确定所需器件的参数，包括BJT晶体管的类型、电阻的取值等。
4.根据电路拓扑和参数，利用电路分析和计算方法计算得到各个元件的取值。
5.根据计算结果，选择合适的元件进行实际电路的搭建。
6.进行实际测量，输入1V的信号，并测量输出电压的值。
7.比较实际测量结果和理论计算结果，分析可能的误差来源。
实验结果分析通过实验测量得到的结果为：•输入电压：1V•输出电压：10V根据实验结果与理论计算结果的比较，发现实验结果与理论计算结果基本一致，可以证明实验设计及测量操作的正确性。
然而，实际电路中存在一些误差来源，如元件的内阻、元件参数的漂移等，这些误差会对实验结果产生一定的影响。
因此，在进行电路设计和实验测量时，需要综合考虑各种因素，并进行合理的误差分析。
实验二：直流电源设计实验题目设计一个直流电源电路，输出电压为5V，输出电流为1A，要求电源稳定性好、负载能力强。
实验步骤1.根据题目要求和实际需求，选择合适的直流电源拓扑结构。
常见的直流电源拓扑结构有线性稳压电源和开关稳压电源两种，本实验选择线性稳压电源。
2.根据所需的输出电压和电流，计算得到所需的变压器参数。
3.根据变压器参数，选择合适的变压器进行实际电路的搭建。
东南大学模电实验报告-比较器
东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：模拟电路实验第 6 次实验实验名称：比较器电路院（系）：专业：姓名：学号：实验室: 实验组别：同组人员：实验时间：评定成绩：审阅教师：实验六 比较器电路一、实验目的1、 熟悉常用的单门限比较器、迟滞比较器、窗口比较器的基本工作原理、电路特性和主要使用场合；2、 掌握利用运算放大器构成单门限比较器、迟滞比较器和窗口比较器电路各元件参数的计算方法，研究参考电压和正反馈对电压比较器的传输特性的影响；3、 了解集成电压比较器LM311的使用方法，及其与由运放构成的比较器的差别；4、 进一步熟悉传输特性曲线的测量方法和技巧。
二、实验原理 三、预习思考1、 用运算放大器LM741设计一个单门限比较器，将正弦波变换成方波，运放采用双电源供电，电源电压为±12V ，要求方波前后沿的上升、下降时间不大于半个周期的1/10，请根据LM741数据手册提供的参数，计算输入正弦波的最高频率可为多少。
答：查询LM74的数据手册，可得转换速率为0.5V/us,电源电压为10V ±左右，计算可得输出方波的最大上升时间为40us,根据设计要求， 方波前后沿的上升下降时间不大于半个周期的1/10,计算可得信号的最大周期为800us,即输入正弦波得到最高频率为1.25KHZ. 2、 画出迟滞比较器的输入输出波形示意图，并在图上解释怎样才能在示波器上正确读出上限阈值电平和下限阈值电平。
答：Ch1接输入信号，ch2接输出信号，两通道接地，分别调整将两个通道的零基准线，使其重合。
用示波器的游标功能，通道选择ch1,功能选择电压，测出交点位置处电压即对应上限和下限阈值。
参数 条件最小值典型值 最大值 输入失调电压(mv) 25,50A S T C R K ︒=≤2.0 7.5 输入失调电流(nA) 25A T C ︒= 6.0 50 输入偏置电流(nA) 25A T C ︒= 100 250 电压增益(V/mV) 25A T C ︒= 40 200 响应时间(ns)25A T C ︒=200饱和电压(V) 10,50IN OUT V mV I mA ≤-=0.75 1.5 选通开关电流(mA)25A T C ︒=1.53.0输出漏电流(nA)10,35,25,35IN OUT A STROBE GRND V mV V V T C I mA V V V︒-≥-=====-0.2 50输入电压范围(V) -14.513.8 -14.715.04、 完成必做实验和选做实验的电路设计和理论计算。
东南大学模拟电路实验报告(三)
东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：电子电路实践第三次实验实验名称：单极低频放大电路（基础）院（系）：电气工程专业：电气工程及自动化姓名：学号：实验室: 104 实验时间：2013年11月6日评定成绩：审阅教师：实验三单级低频电压放大电路（基础）一、实验目的1、掌握单级放大电路的工程估算、安装和调试；2、了解三极管各项基本器件参数、工作点、偏置电路、输入阻抗、输出阻抗、增益、幅频特性等的基本概念以及测量方法；3、掌握基本的模拟电路的故障检查和排除方法，深化示波器、稳压电源、交流电压表、函数发生器的使用技能训练。
二、实验原理实验原理图三、预习思考1、器件资料：上网查询本实验所用的三极管9013的数据手册，画出三极管封装示意图，标出每个管脚的2、 偏置电路：教材图1-3中偏置电路的名称是什么，简单解释是如何自动调节BJT 的电流I C 以实现稳定直流工作点的作用的，如果R 1、R 2取得过大能否再起到稳定直流工作点的作用，为什么？ 答：共发射极偏置电路。
共发射极偏置电路。
利用12,R R 构成的分压器给三极管基极b 提供电位B U ,又1BQ I I ,基极电位B U 可近似地由下式求得：212B CC R U V R R ≈⋅+当环境温度升高时，)(CQ EQ I I 增加，电阻E R 上的压降增大，由于基极电位B U 固定，加到发射结上的电压减小，BQ I 减小，从而使CQ I 减小，通过这样的自动调节过程使CQ I 恒定，即实现了稳定直流工作点的作用。
如果12,R R 取得过大，则1I 减小，不能满足12,R R 支路中的电流1BQ I I 的条件，此时，BQ V 在温度变化时无法保持不变，也就不能起到稳定直流工作点的作用。
3、 电压增益：(I) 对于一个低频放大器，一般希望电压增益足够大，根据您所学的理论知识，分析有哪些方法可以提高电压增益，分析这些方法各自优缺点，总结出最佳实现方案。
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实验七运算放大器及应用电路实验目的：1、认识运算放大器的基本特性，通过仿真和测试了解运放基本参数，学会根据实际需求选择运放；2、了解由运放构成的基本电路，并掌握分析方法。
实验内容：一、实验预习1. 运放的理想化条件；2. 运放的各种基本电路结构；3. 熟悉运放LM358P的性能参数及管脚布局，并根据内部原理图理解电路结构和工作原理。
LM358P为单片集成的双运放，采用DIP-8封装，1IN-为第一个运放的负端输入，1IN+为正端输入，1OUT为输出，第二个运放命名原则相同。
V cc为正电源输入端，GND可以接地，也可以接负电压。
LM358P主要由输入差分对放大器，单端放大器，推挽输出级以及偏置电路构成。
二、仿真实验1. 运放基本参数①电压传输特性根据图1所示电路，采用正负电源供电，运放负端接地，正端接直流电压源V3，在-50μV~50μV范围内扫描V3电压，步进1μV，得到运放输出电压（节点3）随输入电压V3的变化曲线，即运放电压传输特性，根据仿真结果给出LM358P线性工作区输入电压范围，根据线性区特性估算该运放的直流电压增益A vd0。
图1. 电压传输特性仿真电路仿真设置：Simulate--Analyses--DC Sweep，设置需要输出的电压。
思考：a.当输入差模电压为0时，输出电压等于多少？若要求输出电压等于0，应如何施加输入电压？b.观察运放输出电压的最高和最低电压，结合LM358P内部原理图分析该仿真结果的合理性。
答：（1）：运放输出电压随输入电压变化曲线：LM358P线性工作区输入电压范围：-109.8328μV~163.1595μV。
运放的直流电压增益A vd0=99.5986k。
（2）思考a：输入差模电压为0时，输出电压=-3.3536V；要使输出电压等于0，应使V+=33.6712μV。
原因：在运放的线性工作区内，此题中可认为差模电压与输出电压成正相关，设输出电压为Y，输入电压（即输入差模电压）为X，线性比例系数K。
因此可认为满足以下关系：VkK B X Y V B V Y X BX K Y μ6712.335986.993536.3-03536.33536.30≈===-=⇒-==+⋅=，所以要使。
，时，当 （3）思考b ：运放的最高电压为13.3537V ，最低电压为-14.8574V 。
由于运放内部存在诸多二极管和三极管。
实际输出应减去管子的压降之和。
②输入失调电压根据图2所示电路，仿真得到运放LM358P 的输入失调电压V IO 。
V IO 既可以先测量输出电压V O （图2中节点3电压），再根据V IO =-V O /(-R1/R2)计算得到；也可以直接测量运放正负端电压差得到。
前者适合V IO 比较小的情况，后者适合V IO 比较大的情况。
当R1=1k Ω，R2=10Ω，进行直流工作点仿真，并完成表7-1。
当R1=10k Ω，R2=100Ω，进行直流工作点仿真，并完成表7-2。
当R1=100k Ω，R2=1k Ω，进行直流工作点仿真，并完成表7-3。
图2. 输入失调电压仿真电路表7-1：R1=1k Ω，R2=10Ω V 3（μV ） V 4（μV ） V 5（μV ） V 5-V 4（μV ） -V 3/(-R1/R2)（μV ） -3416.69-33.631220.0000033.63122-34.16687表7-2：R1=10k Ω，R2=100Ω V3（μV ） V4（μV ） V5（μV ） V5-V4（μV ） -V3/(-R1/R2)（μV ）-3596.22-33.632510.0000033.63251-35.9622表7-3：R1=100k Ω，R2=1k ΩV3（μV）V4（μV）V5（μV）V5-V4（μV）-V3/(-R1/R2)（μV）-5388.47 -33.61482 0.00000 33.61482 -53.88466根据上述仿真结果，给出运放的输入失调电压V IO。
尝试设置V3电压等于V IO，观察输出电压V3的变化。
仿真设置：Simulate--Analyses--DC Operating Point，设置需要输出的电压。
思考：什么原因导致了不同反馈电阻条件下计算得到的V IO存在较大的差异？在实际测量中，若输入失调电压小，需要通过测量输出电压并计算得到V IO时，在电阻的选取上需要注意什么问题？答：（1）由3个表中数据得，运放的输入失调电压V IO=33.62618μV。
设置V3电压等于V IO 后，输出电压V3=-1.99586mV。
（2）思考：实际运放的输出电阻并非无穷大。
当外电阻R1和R2增大到一定数值时，其上的分压不能被忽略，因此会导致V IO的变化。
应尽量选取比较小的电阻，确保运放工作在较理想状态。
③增益带宽积（单位增益带宽）GBP根据图3所示电路进行频率扫描仿真（AC仿真），得到反馈放大器的幅频特性曲线和相频特性曲线。
在幅频特性曲线中采用标尺（cursor）标出增益下降到最大增益值的0.707倍时对应的频率，并计算运放的增益带宽积GBP，即单位增益带宽。
在相频特性曲线中根据相位特征采用标尺分别标注出主极点和次主极点的频率。
（提交的仿真结果截图需带有标记信息）。
图3. 增益带宽积仿真电路仿真设置：Simulate--Analyses--AC Analysis，设置需要输出的电压，频率扫描范围，扫描类型和扫描点数等。
输入交流信号源在V3中设置，直流为0，交流输入信号幅度为1。
思考：若输入信号频率为100kHz，则采用LM358P能实现的最高增益是多少？答：（1）幅频特性和相频特性曲线：GBP=70.6796*9.9288k≈701.763k（2）思考：最高增益为GBP/100k≈701.763k/100k≈7。
④转换速率（压摆率）S Ra.当输入为大信号时，运放由于内部电容的充放电速度限制，输出信号可能不能完全跟随输入信号，而出现失真。
运放输出电压能达到的最大变化速度定义为转换速率S R，也称压摆率。
根据图4所示电路通过仿真得到运放的转换速率。
运放接成电压跟随器，输入信号为阶跃信号，阶跃信号初始电压-10V，阶跃后稳定电压10V，阶跃时间1ns，阶跃持续时间>1ms。
通过瞬态分析得到输出电压，并采用标尺标记出输出电压变化的斜率，即转换速率。
图4. 转换速率仿真电路b.将图4中的信号源V3改为正弦信号（在电压源中选择AC V oltage），振幅为10V（峰峰值20V），直流电压0V，当频率分别为1kHz和10kHz时，得到相应的输入输出波形对照图（在一张图中同时显示输入和输出波形），观察波形的变化并提交截图。
仿真设置：Simulate--Analyses--Transient Analysis，TSTOP根据信号频率改变，保证输出一个周期以上的波形。
思考：若图4的输入为正弦信号，振幅为10V ，直流电压0V ，根据第六章中的结论：R om S V ≤ω，则允许的最大输入信号频率为多少？答：（a ）运放输出电压：因此，S R =515.7117k 。
（b ）1k 的输入输出波形：失真不明显。
10k 的输入输出波形：有明显失真。
（3）思考：kHz Vk V S R 57.51107117.515om ≈≈≤ω2. 运放构成的应用电路①反相放大器图5所示电路为运放构成的反相放大器，按照一定参数进行瞬态仿真，采用Tektronix 示波器观察各个节点波形。
输入信号单端振幅为50mV ，频率分别为10Hz ，100Hz 和1kHz ，请提交三种频率条件下的节点3、节点4、节点5的波形截图（三个节点波形显示在一张图中）。
对于Y 轴，节点5波形的显示设置为2V/div ，节点4波形的显示设置为2mV/div ，节点3波形的显示设置为20mV/div ，X 轴设置至少保证两个周期的显示，并请在示波器中测量输出电压（节点5）的峰峰值。
注意观察不同频率条件下的输出电压幅度的变化，并给出解释。
图5. 反相放大器仿真设置：电路设计完成后，直接点击仿真软件控制面板上的run（绿色三角符号），双击示波器图标观察波形。
思考：a.在不同输入信号频率条件下，负端电压（图5中节点4电压）幅度一样吗？为什么？b.输入信号幅度为1kHz时，运放负端电压的相位和输出信号相位相差大约多少度？为什么？答：（1）不同频率条件下的输出电压幅度的变化：10Hz时输出电压幅度：9.99V（10Hz）100Hz时输出电压幅度：9.99V（100Hz）1kHz时输出电压幅度：9.94V（1kHz）产生上述现象的原因：放大器内部有电容，不同频率的信号产生不同的容抗，频率越大，受电容的影响越小，因此会有不同的输出电压。
（2）思考a：不一样。
因为放大器内部有电容，不同频率的信号产生不同的容抗，频率越大，受电容的影响越小，因此会有不同的输出电压。
180，因为运放是非理想的，不能达到完全的反相器的效果。
（3）思考b：相差小于o②电压转换电路由运放和三极管可以构成电压转换电路，如图6所示。
该电路可以讲某种直流电压转换为另一种直流电压，如图中电路在1V参考电压（V3）作用下，可以将±15V直流电压转换为3V左右的直流电压供负载使用，负载电阻为R3。
仿真任务：a.在图中参数条件下，扫描直流电压V1，电压范围4V--15V，扫描步长0.01V，扫描类型为线性扫描。
提交输出电压V4随电源电压V2的变化曲线，并根据仿真结果确定电源电压V2的最低电压。
（输出电压下降到1% 时的电源电压）；b.扫描负载R3，扫描范围为10Ω--1kΩ，步长10Ω，提交输出电压V4随电源电压V2的变化曲线。
图6. 运放构成的电压转换电路仿真设置：仿真任务a采用DC扫描，Simulate--Analyses--DC Sweep，设置扫描电压和输出电压；仿真任务b采用参数扫描，Simulate--Analyses--Parameter Sweep，设置扫描参数和输出电压。
思考：图6所示电路如何改造后就能实现恒定电流输出？提示：增加电流镜。
答：（1）V2的最低电压为2.9695V。
输出电压V4随电源电压V2的变化曲线：（2）输出电压V4随电源电压V2的变化曲线：（3）思考：修改电路如下（新增电流镜）。
③整流电路图7所示电路为运放构成的整流电路，运放的高增益使得该电路能实现小信号幅度的整流，克服了二极管整流的导通电压问题。
请写出输出电压表达式，并画出传输特性。
输入信号频率为1Hz，振幅分别为100mV，10mV，1mV时，请通过瞬态仿真得到输出电压波形（节点7），与输入信号V3同时显示。
图7. 运放构成的整流电路仿真设置：Simulate--Analyses--Transient Analysis，仿真时间2s，步长1ms。