EDA单级放大电路的设计与仿真
南京理工大学EDA设计(一)实验报告
南京理⼯⼤学EDA设计(⼀)实验报告(此⽂档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)⽬录实验⼀单级放⼤电路的设计与仿真 (2)⼀、实验⽬的 (2)⼆、实验要求 (2)三、实验原理图 (3)四、实验过程及结果 (3)1、电路的饱和失真和截⽌失真分析 (3)2、三极管特性测试 (7)3.电路基本参数测定 (10)五、数据分析 (14)六、实验感想 (14)实验⼆差动放⼤电路的设计与仿真 (15)⼀、实验⽬的 (15)⼆、实验要求 (15)三、实验原理图 (15)四、实验过程及结果 (17)1、电路的静态分析 (17)2.电路电压增益的测量 (23)五、数据分析 (26)六、实验感想 (27)实验三反馈放⼤电路的设计与仿真 (27)⼀、实验⽬的 (27)⼆、实验要求 (27)三、实验原理图 (27)四、实验过程及结果 (28)1.负反馈接⼊前后放⼤倍数、输⼊电阻、输出电阻的测定 (28)2.负反馈对电路⾮线性失真的影响 (32)五、实验结论 (37)六、实验感想 (37)实验四阶梯波发⽣器电路的设计 (38)⼀、实验⽬的 (38)⼆、实验要求 (38)三、电路原理框图 (38)四、实验过程与仿真结果 (39)1.⽅波发⽣器 (39)2.微分电路 (40)3.限幅电路 (42)4.积分电路 (43)5.⽐较器及电⼦开关电路 (45)五、实验思考题 (46)六、实验感想 (47)写在后⾯的话对此次EDA设计的感想 (47)问题与解决 (47)收获与感受 (48)期望与要求 (48)实验⼀单级放⼤电路的设计与仿真⼀、实验⽬的1.掌握放⼤电路静态⼯作点的调整和测试⽅法2.掌握放⼤电路的动态参数的测试⽅法3.观察静态⼯作点的选择对输出波形及电压放⼤倍数的影响⼆、实验要求1.设计⼀个分压偏置的胆管电压放⼤电路,要求信号源频率10kHz(峰值1—10mV),负载电阻,电压增益⼤于80.2.调节电路静态⼯作点(调节偏置电阻),观察电路出现饱和失真和截⽌失真的输出信号波形,并测试对应的静态⼯作点值。
单级放大电路的设计与仿真
单级放大电路的设计与仿真单级放大电路是指只有一个放大器的放大电路。
在设计和仿真单级放大电路时,需要考虑电路中的放大器类型、工作点的选择、输入输出阻抗的设计以及电源电压的确定等因素。
以下是一个关于单级放大电路的设计与仿真的详细步骤和原理。
首先,确定放大器类型。
常见的放大器有晶体管放大器和操作放大器。
晶体管放大器可以分为共射极、共基极和共集电极三种类型。
选择合适的放大器类型取决于电路的具体要求,例如增益、频率响应、输入输出阻抗等。
接下来,确定放大器的工作点。
工作点是放大器在信号输入时的直流工作条件。
通过选择合适的偏置电压,可以确保放大器在正常工作范围内,避免信号失真和过偏等问题。
工作点的选择可以通过分析放大器的静态特性来确定,例如估算晶体管的静态工作电流和电压。
然后,设计输入输出阻抗。
输入输出阻抗是指放大器的输入和输出端口对外部电路的负载影响程度。
合理的输入输出阻抗可以保证信号的传输效果,并防止信号反射和失真。
输入阻抗可以通过调整输入电路的电阻和电容来实现,输出阻抗可以通过调整输出端口的负载电阻和耦合电容来实现。
最后,确定电源电压。
电源电压是放大器工作所需的直流电压。
根据放大器的类型和工作点的选择,可以确定放大器所需的电源电压。
通常情况下,电源电压应足够提供放大器的工作所需电流,同时保持稳定。
在设计和仿真过程中,可以使用软件工具进行辅助。
常用的仿真软件有PSpice、Multisim等,它们可以模拟电路中的各个元件并计算电路的性能。
在仿真过程中,可以通过改变电路参数和元件的值来观察电路的响应和性能,并根据需要进行优化调整。
在完成电路设计和仿真后,还需要进行实际电路的制作和测试。
在制作电路时,需要注意布线和连接的准确性,以及元件的选择和安装质量。
在测试电路时,可以使用信号发生器和示波器等仪器进行输入信号的发生和输出信号的测量,从而评估电路的性能和工作效果。
综上所述,单级放大电路的设计和仿真涉及放大器类型的选择、工作点的确定、输入输出阻抗的设计和电源电压的确定等。
EDA实验二 单级放大电路
实验二单级放大电路一、实验目的1、熟悉Multisim10软件的使用方法。
2、掌握放大器静态工作点的仿真方法及其对放大器性能的影响。
3、学习放大器静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的仿真方法,了解共射极电路特性。
二、虚礼实验仪器及器材双踪示波器信号发生器交流毫伏表数字万用表三、实验步骤1.启动multisim如图所示2.点击菜单栏上place/component,弹出如下所示的select a component对话框3.在group下拉菜单中选择basic,如图所示4.选中RESISTOR,此时在右边列表中选中1.5kΩ电阻,点击OK按钮。
此时该电阻随鼠标一起移动,在工作区适当位置点击鼠标左键,如下图所示5.同理,把如下所示的所有电阻放入工作区6.同样,如下图所示选取电容10uF两个,放在工作区适当位置结果如下:7.同理如下所示,选取滑动变阻器8.同理选取三极管9.选取信号源10.选取直流电源11.选取地12.最终,元器件放置如下13.元件的移动与旋转,即:单击元件不放,便可以移动元件的位置;单击元件(就是选中元件),鼠标右键,如下图所示,便可以旋转元件。
14.同理,调整所有元件如下图所示15.把鼠标移动到元件的管脚,单击,便可以连接线路。
如下图所示16.同理,把所有元件连接成如下所示电路17.选择菜单栏options/sheet properties,如图所示18.在弹出的对话框中选取show all ,如下所示19.此时,电路中每条线路出上便出现编号,以便为后来仿真。
20.如果要在2N222A的e端加上一个100欧电阻,可以先选中“3”这条线路,然后按键盘del 键,就可以删除。
如下图所示21.之后,点击菜单栏上place/component,弹出如下所示的select a component对话框,选取BASIC_VIRTUAL,然后选取RESISTOR_VIRTUAL,再点击OK按钮。
单级放大电路,南京理工大学紫金学院eda实验报告
EDA(二)模拟部分电子线路仿真实验报告实验名称:单级放大电路姓名:学号:班级:通信时间:2013.4南京理工大学紫金学院电光系一.实验目的1.三极管输入输出特性曲线分析;2.掌握放大电路静态工作点的测试方法;3.掌握放大电路动态参数的测试方法;4.静态工作点对动态参数的影响以及失真分析二、实验原理分析静态工作点一般采用估算法求解,其步骤为:(1)画出电路的直流通路(2)选择回路计算基极电位V B(3)选择合适的回路计算I E、I B、U CE利用软件有两种方法求得电路的静态工作点,一种用万用表测量,另一种利用DC Operating Point仿真手段来得到。
放大电路的动态分析主要分析电路三个参量Au、Ri、Ro,首先应画出微变等效电路图。
三.实验内容2.11.电路图2、静态分析理论分析:步骤1.画出电路的直流通路2.选择回路计算基极电位V B3.选择合适的回路计算IE ,IB,UCE所用分压偏置电路直流通路如图所示:基极电流IB 很小,故IB<<I2R,因此I1R= I2R,选择回路(1)可得V B ≈R2∕(R1+ R2+Rw)*VCC=4V选择回路(2)可得I E≈(V B-U BE)/R E=(R2*V CC)/[ (R1+R2+R W)*R E]-U BE/R E=1.625mA由放大特性方程得:IB =IC/β=19μA选择回路(3)可得,UCE ≈ VCC- IC(RC+RE)=5.5V实验验证:(1)万用表测量法(2)DC Operating Point 分析3、动态分析1)电压放大倍数u o =-βi b R 11//R 4 u i = i b r be电压放大倍数为==iou u u A -β(R 11//R 4)∕r be =-59输入电阻为: R i = r be // R B1// (R 1+R W )=1.3 k Ω 输出电阻为: R o = R 4=2k Ω 实验验证:(1)电路的电压放大倍数:==iou u u A 86.593/2.109=-41 (2).输入电阻的测试电路Ri=ui/i i=2.109/0.001281=1.65kΩ(3).测量输出电阻Ro=uo/i i=2.121/0.001076=2.0KΩ4.失真分析观察该输出波形发现,波形的负半周出现失真,对于NPN管说明发生了饱和失真。
南理工EDA设计实验报告
南京理工大学EDA设计(Ⅰ)实验报告作者: 周竹青学号:914000720215 学院(系):教育实验学院专业: 自动化吴少琴指导老师:实验日期: 10.10--- 10.132016年 10月摘要本次EDA实验主要由四个实验组成,分别是单级放大电路的设计与仿真、差动放大电路的设计与仿真、负反馈放大电路的设计与仿真、阶梯波发生器电路的设计。
通过电路的设计和仿真过程,进一步强化对模拟电子线路知识的理解和应用,增强实践能力和对仿真软件的运用能力。
关键词EDA 设计仿真AbstractThe EDA experiment mainly consists of four experiments, respectively. The design and Simulation of single stage amplifier, differential amplifier circuit,the negative feedback amplifier circuit and ladder wave generator circuit. Through the circuit design and simulation process, We can further strengthen the understanding and application of analog electronic circuit knowledge and enhance practical ability and the ability to use simulation software.Keywords EDA simulation design目录实验一单级放大电路的设计与仿真 (4)实验二差动放大电路的设计与仿真 (17)实验三负反馈放大电路的设计与仿真 (26)实验四阶梯波发生器电路的设计与仿真 (38)结论 (58)参考文献 (58)实验一单级放大电路的设计与仿真一、实验目的1、掌握放大电路静态工作点的调试方法。
单级放大电路的设计与仿真
单级放大电路的设计与仿真一、设计原理2. 放大器参数:设计单级放大电路时,需要根据应用的需求确定一些重要的放大器参数,如放大器的增益(amplification gain)、输入电阻(input resistance)和输出电阻(output resistance)等。
这些参数的选择要根据具体应用来确定。
二、常用类型1.共射放大器:共射放大器是最常用的单级放大电路之一,具有较高的电压增益和输入电阻,适用于电压放大的应用。
它的基本结构是将放大管(一般是NPN型的晶体管)的基极作为输入端,发射极作为输出端,集电极接地。
2.共基放大器:共基放大器是一种低输入电阻、高输入电流和低输出电阻的放大器,适用于电流放大的应用。
它的基本结构是将放大管(一般是NPN型的晶体管)的发射极作为输入端,集电极作为输出端,基极接地。
3.共集放大器:共集放大器是一种输入电阻高、输出电阻低、电压增益小的放大器,适用于低噪声和宽带应用。
它的基本结构是将放大管(一般是NPN型的晶体管)的基极作为输出端,发射极作为输入端,集电极接地。
三、仿真过程仿真是电路设计的重要工具之一,可以通过仿真软件进行单级放大电路的设计验证和性能分析。
1. 选择仿真软件:根据个人偏好和实际需求选择一款电路仿真软件,如Multisim、LTSpice等。
2.绘制电路图:使用仿真软件将所设计的单级放大电路绘制出来。
根据放大器类型和应用需求选择合适的元件和参数。
3.设置仿真参数:为了对电路进行仿真分析,需要设置电源电压、信号源信号频率和幅度等参数。
这些参数应与实际应用相符。
4.运行仿真:运行仿真软件进行电路仿真。
仿真结果会显示电路的输入输出波形、频率响应和频谱分析等。
5.优化和改进:根据仿真结果,分析电路性能,如增益、频率响应等,并进行必要的优化和改进,如调整元件参数、改变电路拓扑等。
6.验证和测试:通过实际的搭建和测试,验证设计的单级放大电路的性能和可靠性。
根据实际测试结果,对仿真模型进行验证。
EDA实验报告单极放大电路的设计和仿真
摘 要本文包括了三个设计实验:单级放大电路、负反馈放大电路和阶梯波发生电路。
通过对这些模拟电路的设计与仿真,给出了实验原理图,并将实验结果与理论值进行了比较,得出相对误差。
实验一设计了一个分压偏置的单管电压放大电路,通过调节电路静态工作点,观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形,并测试了对应的静态工作点值。
在最大不失真条件下测试了电路的静态工作点,三极管的输入输出特性曲线和β,be r ,ce r 的值,电路的输入输出电阻和电压增益,电路的频率响应曲线。
实验二设计了一个阻容耦合两级电压放大电路,第一级为差分放大电路,第二级是射级输出放大器。
并给电路引入了电压串联负反馈,测试了负反馈接入前后电路放大倍数、输入、输出电阻和频率特性。
通过改变输入信号幅度,观察并记录了负反馈对电路非线性失真的影响。
实验三设计了一个周期性下降阶梯波电路,对电路进行了分段测试和调节,直至输出合适的阶梯波。
通过改变电路元器件参数,观察输出波形的变化,确定了影响阶梯波电压范围和周期的元件。
最后针对该实验作进一步探索,设计出了上升阶梯波。
关键词 单级放大电路 负反馈电路阶梯波 仿真目次摘要…………………………………………………………………………错误!未定义书签。
实验一单极放大电路的设计和仿真……………………………………错误!未定义书签。
一实验目的……………………………………………………………………………错误!未定义书签。
二实验要求……………………………………………………………………………错误!未定义书签。
三实验步骤 (5)四实验小结 (16)实验二负反馈放大电路的设计与仿真…………………………………错误!未定义书签。
一实验目的 (17)二实验要求 (17)三实验步骤 (18)四实验小结 (26)实验三阶梯波发生器电路的设计………………………………………错误!未定义书签。
一实验目的 (28)二实验要求 (28)三实验步骤 (28)四实验小结 (48)实验心得 (49)参考文献 (50)实验一 单级放大电路的设计与仿真一、实验目的1. 设计一个分压偏置的单管电压放大电路,要求信号源频率10kHz(峰值1mV) ,负载电阻10k Ω,电压增益大于100。
EDA实验报告单极放大电路的设计和仿真
EDA实验报告单极放大电路的设计和仿真一、实验目的本实验旨在通过设计和仿真单极放大电路,掌握电路设计及仿真的方法和技巧,了解单极放大电路的工作原理以及参数的计算方法。
二、实验设备和材料1.EDA仿真软件2.电脑三、实验原理在单极放大电路中,电源电压通过电阻分压形成集电极电压,而输入信号通过耦合电容经过耦合电容C1进入晶体管的基极,从而实现对输入信号的增强。
四、实验步骤及数据记录1.确定电源电压:根据实验要求,选择适当的电源电压。
2.选择晶体三极管型号:根据实验要求和设计要求,选择适合的晶体三极管型号。
3.计算电阻值:根据单极放大电路的工作原理,计算电阻的取值范围,并选择合适的电阻值。
4.设计电路连接方式:将电源、电阻、晶体三极管按照电路原理进行连接并设计电路图。
5.仿真电路:使用EDA仿真软件,将设计好的电路连接到仿真软件中。
6.设置仿真参数:设置仿真参数,包括电源电压、工作频率等。
7.运行仿真:运行仿真程序,获取仿真结果。
8.分析结果:根据仿真结果,分析电路的工作情况,包括输出电压增益、输入输出阻抗等。
9.修改参数:根据分析结果,对电路参数进行调整,重新进行仿真。
10.重复步骤6-9,直到仿真结果满足设计要求。
五、实验结果分析通过仿真,得到了单极放大电路的工作情况如下:1.输出电压增益:根据仿真结果,计算得到了单极放大电路的输出电压增益为X。
2.输入输出阻抗:根据仿真结果,计算得到了单极放大电路的输入阻抗为Y,输出阻抗为Z。
3.波形分析:通过仿真软件,获取到了输入信号和输出信号的波形,并进行比较分析。
六、实验结论通过设计和仿真单极放大电路,了解了电路设计及仿真的方法和技巧。
掌握了单极放大电路的工作原理以及参数的计算方法,并通过仿真分析得到了相关结果。
EDA设计(I)-2
实单级放大电路的设计与仿真一.实验目的①掌握放大电路静态工作点的测试和调节方法。
②掌握放大电路的动态参数的测试方法。
③观察静态工作点的选择对输出波形及电压放大倍数的影二.实验要求:1.设计一个分压偏置的单管电压放大电路,要求信号源频率5kHz(峰值10mV) ,负载电阻5.1kΩ,电压增益大于50。
2.调节电路静态工作点(调节偏置电阻),观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形,并测试对应的静态工作点值。
3.调节电路静态工作点(调节偏置电阻),使电路输出信号不失真,并且幅度最大。
在此状态下测试:①电路静态工作点值;②三极管的输入、输出特性曲线和 、be r、ce r值;③电路的输入电阻、输出电阻和电压增益;④电路的频率响应曲线和f L、f H值。
三.实验步骤1.单级放大电路原理图。
图1-1 单级放大电路图1-2 静态工作点分析2.电路饱和失真和截止失真时输出电压的波形图以及两种状态下三极管的静态工作点值。
(1)当电位计调至50%时,输出波形如图 1-3所示,观察波形,此管出现了饱和失真,对应的静态工作点如图1-4所示。
图1-3 饱和失真时的波形图图1-4 饱和失真时各静态工作点值(2)当电位计调至0%时,输出波形如图1-5所示,观察波形,此管出现了截止失真,对应的静态工作点如图1-6所示:图1-5 截止失真时的波形图图1-6 截止失真时各静态工作点值3.测试三极管输入、输出特性曲线和 、r be、r ce值的实验图以及测试结果。
(1)测试三极管Q1的输入特性曲线图1-7 测试输入特性曲线的电路图图1-8 输入特性曲线be r dx dy =÷=2.25 Kohm(2)测试三极管Q1的输出特性曲线图1-9 测试输出特性曲线的电路图图1-8 输出特性曲线ce r dx dy =÷=39.39Kohm(3)β值的计算:c b I I β=÷=113.464. 电路工作在最大不失真状态下: (1) 三极管静态工作点的测量值;b I =13.83550e-6 A cI =1.56972e-3 A CEQ U =5.07424V(2) 输出波形图以及放大倍数,并与理论计算值进行比较图1-9 最大不失真时的波形图U O i A U U =÷=103.95|u A '|=|-β(4R //5R )÷be r |=95.25e=|uA '-UA | ÷ u A ' ⨯100%≈9.1%(3) 测量输入电阻、输出电阻和电压增益的实验图以及测试结果,并和理论计算值进行比较。
eda论文.
南京理工大学EDA设计(Ⅰ)实验报告作者: 学号:学院(系):专业:指导老师:实验日期:实验一单级放大电路的设计与仿真一、实验目的1.掌握放大电路静态工作点的调整和测试方法。
2.掌握放大电路的动态参数的测试方法。
3.观察静态工作点的选择对输出波形及电压放大倍数的影响。
二、实验内容1.设计一个分压偏置的单管电压放大电路,要求信号源频率5kHz(幅度1mV) ,负载电阻5.1kΩ,电压增益大于50。
2. 调节电路静态工作点(调节电位计),观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形,并测试对应的静态工作点值。
3.调节电路静态工作点(调节电位计),使电路输出信号不失真,并且幅度最大。
在此状态下测试:电路静态工作点值;电路的输入电阻、输出电阻和电压增益;电路的频率响应曲线和fL、fH值。
三、实验要求1.设计一个分压偏置的单管电压放大电路,要求信号源频率5kHz(幅度1mV) ,负载电阻5.1kΩ,电压增益大于50。
2.调节电路静态工作点(调节电位计),观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形,并测试对应的静态工作点值。
3.调节电路静态工作点(调节电位计),使电路输出信号不失真,并且幅度最大。
在此状态下测试:电路静态工作点值;电路的输入电阻、输出电阻和电压增益;电路的频率响应曲线和fL、fH值。
四、实验步骤一.单级放大电路原理图二.放大电路静态工作点分析1、饱和失真(饱和失真。
滑动变阻器调到0%,信号源电压10mV)2)静态工作点参数Ib=76.18012u Ic=819.25941m Uce=63.17805m2、截止失真(截止失真。
滑动变阻器调到100%,信号源电压50mV)3.不失真Ib=5.58529u Ic=615.31797u Uce=3.35120 Ube=617.74726m三、测量输入输出电阻和电压增益1、输入电阻输入电阻实验值:R i =U i /I i =10mV/2.522uA=3.965k Ω2、输出电阻输出电阻实验值:R 0=U 0/I 0=10mV/1.404μA=7.122K Ω3、电压增益电压增益测量值:Au=68.924 四、电路的频率特性由图可知,f L=350.6399Hz f H=7.9519MHz实验小结:由数据分析知,此次试验存在较小误差,但是在误差允许的范围之内。
EDA设计单级放大电路的设计与仿真
EDA设计单级放大电路的设计与仿真设计与仿真单级放大电路引言:单级放大电路是电子电路设计中非常重要的一种电路,它可以将微弱的输入信号放大成为更大的信号输出,广泛用于各种电子设备中。
本文将详细介绍单级放大电路的设计和仿真过程。
一、电路设计:1.确定电路参数:在设计单级放大电路之前,首先需要确定电路的输入电压范围和放大倍数要求。
根据需要,可以选择适当的管子进行放大。
2.选择放大管子:根据放大倍数和输入电压范围的要求,选择合适的放大管子。
一般常用的放大管子有BJT晶体管和场效应管。
根据具体需求选择合适的管子。
3.设计偏置电路:为了保证放大电路的正常工作,需要设计一个偏置电路来为放大管子提供适当的工作点。
偏置电路可以使用电阻和电容来实现。
4.确定电路拓扑结构:根据所选放大管子和偏置电路的设计结果,确定电路的拓扑结构。
常见的放大电路结构有共射、共集和共栅等。
5.设计互联电路:根据电路拓扑结构,设计输入电容、输出电容和耦合电容等互联电路,以实现信号的输入和输出。
二、电路仿真:1.电路搭建:使用电路设计软件,如LTspice等,将设计好的电路按照电路图搭建出来。
其中包括放大管子、偏置电路、互联电路等。
2.参数设置:在仿真软件中设置放大管子的参数,如晶体管的模型、放大倍数等。
同时设置输入信号的频率、幅值和相位等。
3.运行仿真:在仿真软件中运行仿真,观察输出信号的波形和幅度,检测是否达到了设计要求。
如果输出信号不符合要求,可以调整电路参数或修改电路拓扑结构,重新进行仿真。
4.优化调整:根据仿真结果,对电路进行进一步调整和优化。
如改变偏置电流、增加反馈电路等,以提高放大电路的性能。
三、结果分析:根据仿真结果进行结果分析。
分析输入输出信号的频率响应、功率增益和失真程度等指标,评估电路的性能是否达到设计要求。
结论:通过设计和仿真单级放大电路,可以实现对微弱信号的放大,并得到满足设计要求的输出信号。
在设计过程中,需要根据实际需求选择合适的放大管子和电路拓扑结构,并进行仿真和优化调整,以达到最佳的性能。
南理工EDA1实验报告-模电仿真
EDA设计(Ⅰ)实验报告院系:电子工程与光电技术学院专业:电子信息工程学号:914104姓名:指导老师:宗志园目录实验一单级放大电路的设计与仿真 (2)一、实验目的 (2)二、实验要求 (2)三、实验原理图 (3)四、三极管参数测试 (3)五、电路静态工作点测试 (6)六、电路动态参数测试 (8)七、频率响应测试 (10)八、数据表格 (10)九、理论分析 (11)十、实验分析 (11)实验二差动放大电路的设计与仿真 (12)一、实验目的 (12)二、实验要求 (12)三、实验原理图 (12)四、三极管参数测试 (13)五、电路工作测试 (18)六、电路增益测试 (18)七、数据表格 (21)八、理论分析 (22)九、实验分析 (22)实验三负反馈放大电路的设计与仿真 (23)一、实验目的 (23)二、实验要求 (23)三、实验原理图 (24)四、电路指标分析 (25)五、电路幅频特性和相频特性 (30)六、电路的最大不失真电压 (31)七、数据表格 (32)八、误差分析 (33)九、实验分析 (33)实验四阶梯波发生器电路的设计 (34)一、实验目的 (34)二、实验要求 (34)三、实验原理图 (35)四、实验原理简介 (35)五、电路分级调试步骤 (36)六、误差分析 (40)七、电路调整方法 (40)八、实验分析 (40)实验一单级放大电路的设计与仿真一、实验目的(1)设计一个分压偏置的单管电压放大电路,要求信号源频率5kHz,峰值5mV ,负载电阻5.1kΩ,电压增益大于70.(2)调节电路静态工作点,观察电路出现饱和失真、截止失真和正常放大的输出信号波形,并测试对应的静态工作点值.(3)在正常放大状态下测试:1.三极管的输入、输出特性曲线和β、r be、r ce值;2.电路的输入电阻、输出电阻和电压增益;3.电路的频率响应曲线和f L、f H值.二、实验要求(1)给出单级放大电路原理图.(2)实验过程中各个参数的电路仿真结果:1.给出测试三极管输入、输出特性曲线和β、r be、r ce值的仿真图;2.给出电路饱和失真、截止失真和不失真的输出信号波形图;3.给出测量输入电阻、输出电阻和电压增益的仿真图;4.给出电路的幅频和相频特性曲线(所有测试图中要有相关仪表或标尺数据).(3)给出相关仿真测试结果.(4)理论计算电路的输入电阻、输出电阻和电压增益,并和测试值做比较,分析误差来源.三、实验原理图图1-1 实验原理图四、三极管参数测试图1-2 电路静态工作点(1)输入特性图1-3 测量输入特性曲线电路图图1-4 输入特性曲线(2)输出特性图1-5 测量输出特性曲线电路图图1-6输出特性曲线(3)根据图1-4及公式i V rb be be ∆∆= , 可计算出r be = . (4)根据图1-6及公式V r c CE ce ∆∆= ,可计算出r ce = . (5)根据图1-2.五、电路静态工作点测试(1)饱和失真图1-7饱和失真波形图1-8饱和失真数据(2)截止失真图1-9截止失真波形及其数据(3)正常放大黄色曲线为输入波形,蓝色曲线为输出波形.图1-10正常放大波形六、电路动态参数测试(1)Av图1-11 Av测量电路计算,得到.(2)Ri图1-12 Ri测量电路计算,得到.(3)Ro图1-13 Ro测量电路计算,得到. 七、频率响应测试图1-14 频率响应测试八、数据表格表1-1 静态工作点调试数据表1-2 电路正常工作数据九、理论分析(1)Ri理论值:.误差:.(2)Ro理论值:.误差:.(2)Av理论值:.误差:.十、实验分析本实验是EDA的第一项实验,在老师的指导下我初步了解了电路仿真的基础知识和Multisim软件的使用方法,并完成了第一个电路:单机放大电路的设计与参数测量。
单级放大电路仿真实验报告
单级共射放大电路
一、画电路图
(一)元器件
一个二极管2N222A、直流电压源V2、交流电压源V1、三个电阻、两个电容及接地线。
各元器件的参数设置参见电路图。
(二)电路图如图2-1所示
图2-1 单级共射放大电路
二、分析电路图
(一)直流工作点分析
选择所有的输出变量到分析变量列表,直流工作点仿真结果如图2-2所示
图2-2 直流工作点仿真结果
(二)瞬态分析
由于信号源的频率为1khz,故将终结时间设置为2ms即可得到两个周期的瞬态波形,将输出变量分别设置为V1和V5,即可得到如图2-3、图2-4所示的输入及输出波形。
输入波形
输出波形
对所有数据进行分析后,启动后处理程序,求放大电路电压增益的幅频响应、相频响应及输入阻抗频率响应。
定义输出波形函数为v5/v1,点击“Draw”按钮即可得到如图2-6所示的电压增益的幅频响应及相频响应
电压增益的幅频响应及相频响应
输入阻抗频率响应
有输入阻抗频率响应图,激活游标,如图2-8所示,可读出当频率为1Khz时的输入电阻为2.8093KOhm.
2.求输出电阻
由图2-9所示电路图可获得如图2-10所示的输出阻抗的频率响应图
(之后的图片是课后完成,故有所不同)
输出阻抗电路图
输出电阻的读取,由图可读出输出阻抗为3.7190KOhm
求上、下限频率
由电压增益的幅频响应及相频响应图,可知电压最大增益为146.5022,可求出当电压增益为103.5770时所对应的两个频率分别为上、下限频率。
由图2-10可读出下限频率为6.3096hz;由图2-11可读出上限频率为19.9526Mhz。
南京理工大学eda设计单级放大电路的设计与仿真
南京理工大学eda设计单级放大电路的设计与仿真南京理工大学eda设计单级放大电路的设计与仿真实验一单级放大电路的设计与仿真实验报告一.实验目的1. 掌握放大电路的静态工作点的调整和测试方法。
2. 掌握放大电路的动态参数的测试方法。
3. 观察静态工作点的选择对输出波形及电压放大倍数的影响。
二.实验原理当三极管工作在放大区时具有电流放大作用,只有给放大电路中的三极管提供合适的静态工作点才能保证三极管工作在放大区,如果静态工作点不合适,输出的波形会产生非线性失真。
当静态工作点设置在合适的位置时,三极管具有放大特性。
通过合适的外接电路可实现电压放大。
表征放大电路放大特性的交流参数有电压放大倍数,输入电阻,输出电阻。
由于电路中存在电抗电容元件,因此,对于不同频率的输入信号,电路的电压放大倍数不同。
电压的放大倍数与皮率的关系定义为频率特性。
三.实验步骤1. 绘制电路饱和失真、截止失真和不失真时的输出信号波形图,测量三种状态下电路静态工作点值。
实验原理图测静态工作点图(1)饱和失真当R6=0Ohm,时三极管工作在饱和区,输出波形产生非线性失真。
饱和失真输出波形图此时,电路的静态参数为Ic=3.894mA, Ib=239.808uA Uce=78.893mV. (2)不失真输出当R6=12.5kOhm,时三极管工作在放大区,输出波形为正弦波。
不失真输出波形图此时,电路的静态参数为Ic=2.926mA, Ib=14.211uA, Uce=3.209V. (3)截止失真输出当R6=45kOhm时三极管工作在截止区,输出波形产生非线性失真。
截止失真输出波形图此时,电路的静态参数为Ic1=.165mA, Ib=5.329uA, Uce=8.505V. 2.测电路的输入电阻、输出电阻和电压增益;加入信号源频率5kHz(幅度1mV) ,R6=12.5kOhm.调节电路使输出不失真。
(1)按下图输入电阻根据万用表的读数,可得Ui=999.41uV,Ii=626.495nA. 则,根据Ri=Ui/Ii,可得(测量值)Ri=1.595kOhm. 又由rbe=rbb’+(1+β)26/Ie Ri=rbe//R2//(R1+R6) 静态时Ie=2.39Ma. 则rbe=2.154 kOhm (理论值)Ri=1.643 kOhm 误差E=2.9% (2)按照下图测输出电阻根据万用表的读数,可得Uo=10mV,Io=5.245uA. 则,根据Ro=Uo/Io, 可得(测量值)Ro=1.91Ohm. 根据分压偏置放大电路中(理论值)Ro=R3=2kOhm. 则误差为E=(2-1.91)/2=4.6% (3)按下图测试交流输入电压与交流输出电压。
实验报告一 单极放大电路的设计与仿真
实验报告一单极放大电路的设计与仿真1.实验目的(1)使用Multisim软件进行原理图仿真。
(2)掌握仿真软件调整和测量基本放大电路静态工作点的方法。
(3)掌握仿真软件观察静态工作点对输出波形的影响。
(4)掌握利用特性曲线测量三极管小信号模型参数的方法。
(5)掌握放大电路动态参数的测量方法。
2.实验内容1. 设计一个分压偏置的单管共射放大电路,要求信号源频率5kHz(峰值10mV),负载电阻5.1kΩ,电压增益大于50。
2.调节电路静态工作点(调节电位计),观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形,并测试对应的静态工作点值。
3.调节电路静态工作点(调节电位计),使电路输出信号不失真,并且幅度最大。
在此状态下测试:①电路静态工作点值;②三极管的输入、输出特性曲线和β、rbe、rce值;③电路的输入电阻、输出电阻和电压增益;④电路的频率响应曲线和fL、fH值。
3.实验步骤单管共射放大电路示意图图1.1(1)非线性失真分析放大器要求输出信号和输入信号之间是线性关系,不能产生失真。
由于三极管存在非线性,使输出信号产生了非线性失真。
从三极管的输出特性曲线可以看出,当静态工作点处于放大区时,三极管才能处于放大状态;当静态工作点接近饱和区或截止区时,都会引起失真。
放大电路的静态工作点因接近三极管的饱和区而引起的非线性失真称为饱和失真,对于NPN管,输出电压表现为顶部失真。
不过由于静态工作点达到截止区,三极管几乎失去放大能力,输出的电流非常小,于是输出电压波形也非常小,因此有时候很难看到顶部失真的现象,而只能观察到输出波形已经接近于零。
①饱和失真由于饱和失真的静态工作点偏高,也就是IBQ的值偏大,所以调小滑动变阻器至0%时产生饱和失真,信号幅度最大时的输出信号波形图如下:图1.32.截止失真调节滑动变阻器,增加基极偏置电阻,那么基极的电流IB逐渐减小,同时集电极电流也逐渐减小并趋于零,从而使得集电极的电位越发接近直流电源VCC,三极管近似于短路。
EDA实验设计
EDA实验设计报告实验一单极放大电路的设计与仿真目录一、实验原理图 (3)二、电路饱和、截至、放大三种情况下的波形图和静态工作点 (3)三、测量电路输入、输出阻值、电压增益并与理论值比较 (7)四、电路的幅频、相频曲线和f L和f H值 (9)五、实验结果分析 (9)一、实验原理图二、电路饱和、截至、放大三种情况下静态工作值(一)电路饱和失真1、电路饱和失真电路图2、电路饱和失真静态工作点值由原理图可知标点2/4/6分别为三极管的b/c/e点,所以Vbe=V(2)-V(6)=649.7765mVVce=V(4)-V(6)=48.78381mVIc=1.30726mA;Ib=204.58856µA因为Vce远小于稳压电压12V所以电路应处于饱和失真区3、电路饱和失真输出信号波形图(二)电路截止失真1、截止失真电路图2、截止失真静态工作点值由电路图可知标点2/4/6分别为三极管的b/c/e点,所以Vbe=V(2)-V(6)=618.12657mVVce=V(4)-V(6)=5.33305VIc=740.69955μA;Ib=5.65936µA因为Ib≈0,所以电路应处于截止失真区,而Vce由于电路交流负载线的斜率绝对值较大,所以并不能接近于Vcc。
3、截止失真输出波形图(三)电路正常放大1、正常放大电路图2、正常放大静态工作点值由电路图可知标点2/4/6分别为三极管的b/c/e点,所以Vbe=V(2)-V(6)=631.93983mVVce=V(4)-V(6)=2.61460VIc=1.03967mA;Ib=9.45763µA因为Vce>1V大小处于正常区域所以电路应处于正常放大区3、正常放大输出波形图三、测量电路输入、输出阻值、电压增益(一)求解电路输入电阻Ri由电路图所接电压表电流表所示Vi=999.962µV,Ii=401.66nA,而输入电阻Ri=Vi/Ii=999.962µV/401.66n A=2.49kΩ(二)求解输出电阻Ro由电路图所接电压表电流表所示V o=999.962µV,Io=270.417nA,而输出电阻Ro=V o/Io=999.962µV/270.417n A =3.70kΩ(三)求解电压增益Av1、求解电压增益的电路图四、电路的幅频、相频曲线和f l和f h值由上图可知fl=x2=2.9363kHZ, fh=x1=1.2750MHZ五、实验结果分析(一)以实验方法求取输入电阻Ri、输出电阻Ro和电压增益Av 以上计算可知实验测试结果:Ri =2.49kΩ;Ro =3.70kΩ;Av=-95.22;(二)以理论计算方法求解输入电阻Ri、输出电阻Ro和电压增益AvIc=1.03967mA;Ib=9.45763µA; β≈Ic/Ib=109.93; Ie≈Ic=1.03967mAR be≈rbb’+(1+β)*re =rbb’+ (1+β)*(Vt/Ieq)≈200+(1+110)*(26/1.03967)=2.97kΩ①输入电阻Ri’=R1//R2//r be=70//35//2.97 kΩ=2.63 kΩ;输入电阻相对误差ΔRi%=|Ri-Ri’|/Ri’*100%=|2.49-2.63|/2.63*100%=5.3%试验数据与理论计算值相差不大。
EDA设计(放大电路和周期性阶梯波设计)
实验一单级电压放大电路一、实验目的1.熟练掌握放大电路静态工作点的的测试和调节方法;2.观察静态工作点的选择对输出波形及电压增益的影响;3.掌握放大电路的动态参数的测试方法;4.了解放大电路的幅频和相频特性曲线以及上下限截止频率的求解。
二、实验内容1.设计一个分压偏置的单管电压放大电路,要求信号源频率5KHz(幅度1mV),负载电阻5.1KΩ,电压增益大于50.2.调节电路静态工作点(调节电位计),观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形,并测试对应的静态工作点值。
3.加入信号源5KHz(幅度1mV),调节电路使输出不失真,测试此时的静态工作点值。
测电路的输入电阻、输出电阻和电压增益。
4.测电路的频率响应曲线和fL和fH值。
三、实验步骤1.设计一个分压偏置的单管电压放大电路,要求信号源频率5KHz(幅度1mV),负载电阻5.1KΩ,电压增益大于50.电路原理图2.电路饱和失真、截止失真和不失真波形及其静点值(1)饱和失真当电位器调至0%,交流信号为20mV,5KHz,输出信号如下:其工作静点为:Ic=2.65mA Ib=21.28uA Vce=1.62v失真原因:Vce值过小,而Ib、Ic值过大,静点设置过高,引起饱和失真。
(2)截止失真当电位器调至100%,交流信号为40mV,5KHz,输出信号如下:其工作静点为:Ic=20.27uA Ib=190.03nA Vce=11.92v失真原因:Vce过大,接近于Vcc而Ib较小,静点设置过低,引起截止失真。
(3)不失真其输出信号为:工作静点为:Icq=1.79mA Ibq=11.79uA Vceq=5.00v 3.测量电路输入电阻、输出电阻和电压增益(1)输入电阻:测量电路为(2)输出电阻:测量电路为(3)电压增益:测量电路为(4)三极管β、Rce、Rbe测量设计电路如图1.5使V2=Vceq=5v,改变基极电压观察基极电流的输出变化,利用DC SWEEP分析,可得到基极电流随基极电压的变化曲线,即三极管输入特性曲线,如图1.6设计电路如图1.7使I1=Ibq,改变集电极电压观察集电极电流的输出变化,利用DC SWEEP分析,可得到集电极电流随集电极电压的变化曲线,即三极管输出特性曲线,如图1.8以及图1.9综上所述,得到三极管动态参数如下:ⅴ误差分析理论值:测量值:绝对误差:4.电路的幅频、相频特性曲线上限频率为:下限频率为:4、实验小结本实验通过设计一个分压偏置式单管放大电路,利用Multisim仿真,观察电路饱和失真和截止失真输出波形,测量相应的静态工作点以及电路在最大不知真输出状态下的输入电阻、输出电阻、电压增益和频响特性曲线。
EDA设计单级放大电路的设计与仿真
实验一 单级放大电路的设计与仿真一、实验目的1. 设计一个分压偏置的单管电压放大电路,要求信号源频率5kHz(峰值10mV) ,负载电阻5.1k Ω,电压增益大于50。
2. 调节电路静态工作点(调节电位计),观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形,并测试对应的静态工作点值。
3. 调节电路静态工作点(调节电位计),使电路输出信号不失真,并且幅度尽可能大。
在此状态下测试:① 电路静态工作点值;② 三极管的输入、输出特性曲线和 、 r be 、r ce 值; ③ 电路的输入电阻、输出电阻和电压增益; ④ 电路的频率响应曲线和f L 、f H 值。
二、实验要求1. 给出单级放大电路原理图。
2. 给出电路饱和失真、截止失真和不失真且信号幅度尽可能大时的输出信号波形图,并给出三种状态下电路静态工作点值。
3. 给出测量输入电阻、输出电阻和电压增益的实验图,给出测试结果并和理论计算值进行比较。
4. 给出电路的幅频和相频特性曲线,并给出电路的f L 、f H 值。
5. 分析实验结果。
三、实验步骤如下图所示为单级放大电路的实验连接图,电阻1R 、2R 和滑动变阻器R 组成分压偏置器,调节滑动变阻器R 的阻值就可以改变三极管的静态工作点。
1、饱和失真调节信号源幅度为40mV,当电位器阻值为90% ,显示饱和失真波形如下图: 饱和失真时波形:此时静态工作点为:I(BQ)=2.74177uA I(CQ)= 367.08562uA β= I(CQ)/ I(BQ)=133.88U(CEQ)=U(6)—U(2)=7.68221V U(CBQ)=U(3)-U(2)=0.55524V2、截止失真信号源幅度为20mV,当电位器阻值为5%时,示波器显示截止失真波形如下图: 截止失真时波形:此时静态工作点为:I(BQ)=512.6002uA I(CQ)= 1.06981mA β= I(CQ)/ I(BQ)=2.087U(CEQ)=U(6)—U(2)=0.02468V U(CBQ)=U(3)-U(2)=0.65383V3、不失真输出①、观察波形测试此时的静态工作点值加入信号源频率5kHz(幅度1mV) ,调节电路使输出不失真,当电位器阻值为50% 时,示波器显示波形如下图:此时静态工作点为:I(BQ)=4.64505uA I(CQ)=609.01778uA β= I(CQ)/ I(BQ)=131.11U(CEQ)=U(6)—U(2)=5.84683V U(CBQ)=U(3)-U(2)=0.61256V②电路的输入电阻Rir(be)=200+(1+β)( 0.026mV/ I(CQ))=5840.000Ω所以 Ri(理)=R7//(R9+R8)//r(be)=5354.44Ω而测量理论值如下图:Ri(测)=V/I=5605.60Ω相对误差E=(5605.60—5354.44)*100% /5354.44 = 4.7%③电路的输出电阻Ro(理)=R10=5.1KΩ而测量理论值电路图如下图:所以Ro(测)=V/I=4.56KΩ相对误差E=|4.56—5.1|*100% /5.1=10.6%实验误差较大主要是因为Ro(理)=R(C)*r(ce),计算理论值过程中忽略了r(ce)的影响,使理论值偏大,导致误差较大。
电工电子EDA仿真技术课程设计
电工电子EDA仿真技术课程设计一、概述电子设计自动化(Electronic Design Automation,EDA)是指利用计算机技术,辅助电路设计、仿真和分析的过程。
EDA技术在电子工程领域的应用越来越广泛,成为电子设计必备的工具。
本课程设计旨在帮助学生掌握EDA仿真技术,提高电路设计能力,为后续课程学习打下坚实基础。
二、课程设置1. 基础知识讲解本课程首先会讲解电子设计中常见的符号、元件和电路拓扑结构等基础知识。
学生应掌握各种元件的特性及其使用方法,熟悉基本的电路拓扑结构。
2. 仿真工具使用本课程会介绍EDA仿真工具的分类、特点及应用范围,并重点讲解常用的仿真工具。
学生应掌握仿真软件的安装、基本操作及仿真结果的分析。
3. 仿真实验设计本课程将结合电路拓扑和仿真软件的使用,为学生设计多种电路实验方案。
学生需要独立完成实验方案的设计、仿真结果的分析和实验数据的统计分析。
三、实验内容1. 单级放大电路的设计与仿真单级放大电路是最基本的电子电路之一,也是学习仿真技术的必要环节。
本实验要求学生在EDA仿真工具中,设计单级放大电路,并通过仿真结果分析其特点和性能。
2. 三角波发生电路的设计与仿真三角波发生电路能够产生稳定的三角波信号,通常被用于模拟电路测试和音效处理等领域。
本实验要求学生在EDA仿真工具中,设计三角波发生电路,并通过仿真结果分析电路的稳定性和信号质量。
3. 电源噪声滤波器的设计与仿真电源噪声是限制电子设备性能的常见问题。
为了减少电源噪声的影响,需要设计合理的电源噪声滤波器。
本实验要求学生在EDA仿真工具中,设计电源噪声滤波器,并通过仿真结果分析滤波器的减幅和截止频率等参数。
四、实验结果分析学生需要对完成的实验方案和仿真结果进行总结和分析,针对实验结果中出现的问题提出解决方案,进一步提高电路设计和仿真技术。
五、总结通过本课程的学习,学生应该对EDA仿真技术有了更深入的认识,掌握了基本的仿真工具使用、实验方案设计和仿真结果分析方法。
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南京理工大学EDA设计(Ⅰ)实验报告实验一单级放大电路的设计与仿真一、实验目的1.设计一个分压偏置的单管电压放大电路,要求信号源频率5kHz(峰值10mV) ,负载电阻5.1kΩ,电压增益大于50。
2.调节电路静态工作点(调节电位计),观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形,并测试对应的静态工作点值。
3.调节电路静态工作点(调节电位计),使电路输出信号不失真,并且幅度尽可能大。
在此状态下测试:①电路静态工作点值;②三极管的输入、输出特性曲线和 、r be 、r ce值;③电路的输入电阻、输出电阻和电压增益;④电路的频率响应曲线和f L、f H值。
二、实验要求1.给出单级放大电路原理图。
2.给出电路饱和失真、截止失真和不失真且信号幅度尽可能大时的输出信号波形图,并给出三种状态下电路静态工作点值。
3.给出测试三极管输入、输出特性曲线和 、r be 、r ce值的实验图,并给出测试结果。
4.给出正常放大时测量输入电阻、输出电阻和电压增益的实验图,给出测试结果并和理论计算值进行比较。
5.给出电路的幅频和相频特性曲线,并给出电路的f L、f H值。
6.分析实验结果。
三、实验步骤实验原理图:饱和失真时波形:此时静态工作点为:所以,I(BQ)=12.79521uA I(CQ)=1180.37 uA U(BEQ)=0.63248V U(CEQ)=0.16031V截止失真时波形:此时静态工作点为:所以,I(BQ)=3.44976uA I(CQ)=726.9057uA U(BEQ)=0.61862V U(CEQ)=3.95548V 不失真时波形:此时静态工作点为:所以,I(BQ)=3.83905uA I(CQ)=805.274uA U(BEQ)=0.62145 V U(CEQ)=3.34709 V 测试三极管输入特性曲线实验图:拉杆数据:由以上数据可得r(be)=dx/dy=6.7KΩ测试三极管输出特性曲线的实验图:三极管输出特性曲线:测β的数据:β=Ic/Ib=805.274/3.83905=209.759 E=(220-209.759)/220=4.6%测r(ce)的数据:由公式CCEce i u r ∆∆=得,r(ce)=45.045/346.8468*10^6=129.87K Ω不失真时测输入电阻:万用表显示值:所以,Ri(测)=6.27kΩ Ri(理)=110//100//6.7=5.94KΩ相对误差E=(6.27-5.94)*100% / 6.27=5.26%不失真时测输出电阻:万用表显示值:所以,Ro(测)=4.81kΩ Ro(理)=R3=4.99 kΩ相对误差E=(4.99-4.81)/4.99=3.6%最大不失真时测电压增益:万用表显示值:所以,Av(测)= -84.5 Av(理)= -β(R1//RL)/ r(be)= -82.90 相对误差E=1.9%幅频和相频特性曲线:拉杆数据:所以,f(L)=100.5107 Hz f(H)=14.3575MHz实验结果分析本次实验的关键在于各元件参数的选取,所以在实验参数选取之前根据实验要求进行理论计算,算出所需数值的大概范围,这样就能较快的得到较为准确的实验结果,顺利实验完成实验。
实验采用带射极偏置电的共射极放大电路,在两个射极电阻之间为滑动变阻器,这样设计的目的是便于调节电路使之出现饱和失真和截止失真。
对电路的频响特性分析可知,放大电路的耦合电容式引起低频响应的主要原因,下限截止频率主要由低频时间常数中较小的一个决定,三极管的结电容和分布电容是引起高频响应的主要原因,上限截止频率主要由高频时间常数中较大的一个决定。
实验二差动放大电路的设计与仿真一、实验目的1.熟悉Multisim软件的使用,包括电路图编辑、虚拟仪器仪表的使用和掌握常用电路分析方法。
2.能够运用Multisim软件对模拟电路进行设计和性能分析,掌握EDA设计的基本方法和步骤。
3.熟练掌握有关差动放大电路有关知识,并应用相关知识来分析电路,深刻体会使用差动放大电路的作用,做到理论实际相结合,加深对知识的理解。
二、实验要求1.设计一个带射极恒流源(由三极管构成)的差动放大电路,要求空载时A VD 大于20。
2.测试电路每个三极管的静态工作点值和β、Rbe、Rce值。
3.给电路输入直流小信号,在信号双端输入状态下分别测试电路的A VD、A VD1、A VC、A VC1的值三、实验步骤1.实验所用的电路电路图如下图1所示:3.图12.三极管的静态工作点值和β、Rbe、Rce①.计算静态工作点由上图可知三极管Q1和三极管Q2所用的三极管型号一样且互相对称,经过分析可知这两个三极管的静态工作点的值应该全部一样。
使用软件分析电路的静态工作点值结果如下图二所示图2经过计算可知β1=β2=215.8,β3=219,Vce1=Vce2=6.87V,Vce3=7.77V,Vbe1=Vbe2=0.612V, Vbe3=0.63V。
运行后电路结果如下图3所示:图3计算后发现AVD =655/20=32.75符合空载时AVD>20要求。
②.计算各个三极管的Rbe值:计算三极管Q1的Rbe的值所用的电路如下图4所示:图4使用软件分析可得出该三极管的输入特性曲线从而求出Rbe具体求法在试验一中已经叙述过这里只给出计算所必需的实验截图和计算结果图5图6经过计算可知Rbe1=|Vce===8.73KΩ。
由对称性可知Rbe2=Rbe1=8.73K Ω。
计算三极管Q3的Rbe时所用的电路如下图7所示:图7使用软件分析可得出该三极管的输入特性曲线从而求出Rbe具体求法在试验一中已经叙述过这里只给出计算所必需的实验截图和计算结果图8图9经过计算可知Rbe3=|Vce===4.73 KΩ③.计算各个三极管的Rce值:计算三极管Q1的Rce的值所用的电路如下图10所示:图10使用软件分析可得出该三极管的输入特性曲线从而求出Rce具体求法在试验一中已经叙述过这里只给出计算所必需的实验截图和计算结果。
图11图12经过计算可知Rce1=iB== =188KΩ。
由对称性可知Rce2=Rce1=188KΩ。
计算三极管Q3的Rce时所用的电路如下图13所示:图13使用软件分析可得出该三极管的输入特性曲线从而求出Rce具体求法在试验一中已经叙述过这里只给出计算所必需的实验截图和计算结果。
图14图15经过计算可知Rce3=iB===95KΩ3.计算双端输入直流小信号空载时A VD、A VD1、A VC、A VC1计算电路空载时的A VD所用的电路图如下图16和图17所示,在计算时先测出双端输入直流差模小信号时电路双端输出的电压值然后减去在双端同时接地时电路双端输出的电压值图16图17A VD===655/20=-32.75,理论分析可知A VD=-β带入相应数据后可得理论值A VD理=-β=-34.4。
误差E=4.7% 计算电路空载时的A VD1所用的电路图如下图18和图19所示, 在计算时先测出双端输入直流差模小信号时电路单端输出的电压值然后减去在双端同时接地时电路单端输出的电压值图18图19A VD1=(5.871-6.201)/0.02=-16.5,,理论分析可知A VD1理=-β,带入相应的数据可得A VD1理=-17.2,误差为E==4%。
计算电路空载时的A VC所用的电路图如下图20和图21所示, 在计算时先测出双端输入直流共模小信号时电路双端输出的电压值然后减去在双端同时接地时电路双端输出的电压值,由于输入全为直流信号而且用电压表测量小数据时的误差较大,改用静态工作点分析来测量输出的电压值,分析的结果分别对应于图。
图20图21A VC==(50-47n)/10m=3e-7,理论分析可知A VC理=0。
计算电路空载时的A VC1所用的电路图如下图24和图25所示, 在计算时先测出双端输入直流共模小信号时电路单端输出的电压值然后减去在双端同时接地时电路单端输出的电压值,由于输入全为直流信号而且用电压表测量小数据时的误差较大,改用静态工作点分析来测量输出的电压值,分析的结果分别对应于图26和图27。
图24图25图26 图27A VC1=≈(6.26322-6.26321)/10=1e-3,理论分析可知A VC1理=,式中r0为电流源的交流阻抗,其大小r0=Rce3(1+)=95×(1+219*3/(4.73+62//13+3))=3441KΩ,A VC1理=-10/(2*3441)= 1.4e-3,相对误差E=(1.4-1)×100%=28.6%。
实验小结差动放大电路提高电路抑制零漂的能力,在普通的放大电路会由于某些外界因素的变化比如温度的变化,会使输出的电压发生微小的变化,若是在多级放大电路中,这种微小的变化会被逐级放大,以至于在输出端会出现很大的噪声信号,使输出端的信噪比严重下降。
若采用差放电路无论是温度的变化还是其他因素变化都会引起两个三极管集电极电流及对应集电极电压相同的变化,其效果相当于在两个输入端加入了共模信号,由于电路的对称性和恒流源偏置,可以很好的抑制零漂,所以差放电路适合做多级直接耦合放大电路的输出端,同时也可以提高电路的输入电阻。
实验三负反馈放大电路一、实验目的1.熟悉Multisim软件的使用,包括电路图编辑、虚拟仪器仪表的使用和掌握常用电路分析方法。
2.能够运用Multisim软件对模拟电路进行设计和性能分析,掌握EDA设计的基本方法和步骤。
3.熟练掌握有关负反馈放大电路有关知识,并应用相关知识来分析电路,深刻体会使用负反馈在放大电路中的作用,做到理论实际相结合,加深对知识的理解。
二、实验要求设计一个阻容耦合的二级电业放大电路,要求信号源频率10kHZ(峰值1mV),负载电阻1KΩ,电压增益大于100。
给电路引入电压串联负反馈:①测试负反馈接入前后电路放大倍数、输入、输出电阻和频率特性。
②改变输入信号的幅度,观察负反馈对电路非线性失真的影响。
三、实验步骤实验所用电路原理图下图1所示,当开关合上后电路引入负反馈图11.负反馈接入前电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻:求电路的放大倍数所用的电路和图1一样示波器输出的波形如下图2所示:图2经过计算可知放大倍数A V=V0/Vi=243.38/0.707=344;符合未接入负反馈是电压增益大于100的要求。
求输入电阻所用的电路如下图3所示:图3经过计算可知Ri=Vi/Ii=0.707/0.156=4.53KΩ求输出电阻所用的电路如下图4所示:图4经过计算可知Ro=V o/Vi=706.56/0.199=3.55KΩ2.负反馈接入后电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻:求电路的放大倍数所用的电路和图1一样示波器输出的波形如下图5所示:图5计算可知A F==60/1=60。