EDA单级放大电路的设计与仿真

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C

CE

ce 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１

2.三极管的静态工作点值和β、Rbe、Rce

①．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A

VD =655/20=32.75符合空载时A

VD

>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：