北京理工大学模拟电路软件实验报告答辩
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3、 频率分析(交流分析)
由图像得:������������=62.3757Hz ������������=260.6374KHz
4、 电阻的测量 Ui=0.707mV Ii=0.063uV 闭合开关:Uo1=5.672mV
断开开关:Uo2=9.394mV
输入电阻:
������������
=
������������=11.22KΩ
2、分析设置: 直流工作点分析(DC operating Point):Simulate->analyses->DC operating Pont Analysis要求观察三极管各个管脚的电压和电流,(IE, IC, VE, VC, VB)并判断三极管的 工作状态; 瞬态分析(Transient Analysis):要求观察5个周期的节点Vi和Vout的瞬态响应曲线,并 通过计算得到增益Av=UOutUin; 频率分析(AC Analysis):要求观察1hz到100MegHz的节点Vout幅频响应曲线,Sweep type为Decade,Number of Points per decade 为10,Verital scale 为Linear;分别保
������������������ = ������������(������������������������ − ������������������)2
������������������ = ������������������ − ������������������������������ 3、N 沟道增强型 MOS 管输出特性曲线
=
������������ ������������
输出电阻:
������������
=
(������������2
������������1
−
1)
∗
������������
五、实验结果分析
1、直流工作分析得:
直流工作点
物理量
������������
������������
������������
������������
五、实验结果分析
1、过直流工作点分析得:
直流工作点物理量
������������
数值
7.5V
������������ 9.44797V
������������ 5.55203V
������������ 0.0925mA
������������������ = ������������ − ������������=1.948V ������������������ = ������������ − ������������=3.896V ������������������ > ������������������ = 1.824������且������������������ > (������������������ − ������������������)=0.124V ,所以该电路工作在饱和区。
实验一 CMOS 共源级放大电路验证
一、实验目的
1、掌握 mutisim11.0 软件的使用,主要包括器件调用、直流工作点分析、交流分析和 瞬态分析的设置;
2、学习共源极放大电路调试和一般测量方法;
二、实验任务
1、记录直流工作点分析得到的电压及电流; 2、记录瞬态分析 Vout 节点的时域输出响应; 3、记录交流分析 Vout 节点的幅频特性曲线;
二、实验任务
1、记录波形(直接选中结果使用Ctrl+C,在word文档中使用Ctrl+V); 2、使用光标(Cursor)分析波形并记录数据; 3、转折频率点设置为10KHz,该电路参数应该如何设置,并通过AC分析说明结果;
三、电路的原理
1、电路图
2、二阶巴特沃兹低通滤波器的传递函数
电阻R1=R2,可得到
A(s)
=
������������ ������������
=
1
+
1 ������������������1(2
+
������������������2)
当C2=2C1时,取s=jω传递函数的幅值为:
1 |A| =
√1 + 4(ω������������1)4
因此,转折频率点为(3dB 频率):
1 ω3������������ = √2������������1
三、电路的基本原理
1、 电路图
2、直流工作点的理论计算:
������������
=
������������2 ������������1 + ������������2
������2
������������ = ������������ − ������������������
������������
键A,控制开关的断开和闭合分别测出UO1(电阻RL接入时的输出电压)和UO2(电阻RL开路 时的输出电压)。
7
Rb1 27kΩ
Ri 10kΩ
C1 b
1µF
-
U1
0
A AC 1e-009Ohm
+
+
V1
0
-
1mVpk 1kHz 0°
U2 V AC 10MOhm
Rb2 15kΩ
Rc
2.2kΩ C3
c
Q1
1µF
实验二 BJT 共发射极放大电路验证
一、实验目的
1、掌握 mutisim11.0 软件的使用,主要包括器件调用、直流工作点分析、交流分析和瞬 态分析的设置;
2、学习共发射级放大电路调试和测量方法;
二、实验任务
1、记录三极管直流工作点的电压及电流; 2、记录瞬态分析 Vout 节点的时域输出响应; 3、记录交流分析的幅频特性曲线; 4、记录输入、输出电阻阻值。
≈
������������
=
������������ ������������
3、NPN 型 BJT 输出特性曲线
I:饱和区,当加在三极管发射结的电压大于 PN 结的导通电压,并当基极电流增大到一定 程度时,集电极电流不再随着基极电流的增大而增大,而是处于某一定值附近不怎么变 化,这时三极管失去电流放大作用,集电极与发射极之间的电压很小,集电极和发射极之 间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。 II:放大区,饱和导通状态:当加在三极管发射结的电压大于 PN 结的导通电压,并当基极 电流增大到一定程度时,集电极电流不再随着基极电流的增大而增大,而是处于某一定值 附近不怎么变化,这时三极管失去电流放大作用,集电极与发射极之间的电压很小,集电 极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。 III:截至区,当加在三极管发射结的电压小于 PN 结的导通电压,基极电流为零,集电极电 流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开 关的断开状态,我们称三极管处于截止状态。
2、该电路瞬态分析得:
输出电压������������������������: ������������������������=17.2965mV 周期 T=1ms。 3、该电路频率分析(交流分析)得:
由图像得:������������=2.3741KHz ������������=6.7059MHz 。
������������
输出电阻:
������������
=
(������������2
������������1
−
1)
∗
������������=1.44KΩ
实验三 二阶巴特沃兹低通有源滤波器设计
一、实验目的
1、熟悉mutisim11.0软件的使用,主要包括器件调用、瞬态分析、频域分析的设置; 2、掌握基于巴特沃兹低通滤波器设计的原理;
三、电路的基本原理
1、电路图
2、直流工作点的计算
������������������
=
������1 ������1 + ������4
������������������
������������������ = ������������������������������
������������������������ = ������������������ − ������������������
2N2222
+
0
-
vout
RL 2.2kΩ
U3 V AC 10MOhm V2
Βιβλιοθήκη Baidu9V
e
Re 1.2kΩ
C2 100µF
J1 键 =A
0
c、计算方法:
在输入、输出端分别接入交流模式电流表和电压表测量Ii、Ui、UO1(电阻RL接入时的输出
电压)和UO2(电阻RL开路时的输出电压
)。
输入电阻:
������������
四、实验步骤
1、原理图的编辑: 在Sources库中的POWER_SOURCES中调用直流电压源Vdc(9V)、SIGNAL_VOLTAGE_SOURCES中 调用交流小信号源Vin(峰峰值1mv、1kHz直流偏置为0)和接地符;在Basic库中的 RESISTOR和CAPACITOR中分别调用电阻和电容; 在Transistor库的BJT_NPN中调用2N2222; 将所调用的器件按照图1中的结构进行连线;
2、分析设置: a) 直流工作点分析(DC operating Point):要求观察MOS管各个引脚的电压和电流, VG, VD, VS, ID并判断该电路工作于饱和区、还是非饱和区(计算时取参数Vth= 1.824V); b) 瞬态分析(Transient Analysis):要求观察5个周期的节点Vout的瞬态响应曲线,并 记录波形数据(峰峰值); c) 频率分析(AC Analysis):要求观察 1hz 到 100MegHz 的节点 Vout 幅频响应曲线,Sweep type 为 Decade,Number of Points per decade 为 10,Verital scale 为 Linear;分别保 存幅度相位特性曲线,并求得上下限截止频率。
存幅度相位特性曲线,并求得上下限截止频率。 3、电阻测量
对电路原理图做适当的修改,添加AC电压表、AC电流表以及虚拟开关。步骤: a、在Indicators库调用VOLTMETER(电压表)和AMMETER(电流表),选中所调用仪
器,单击鼠标右键选择properties,在弹出对话框中的Mode中选择AC; b、在Basic库中选择SWITCH中的DIPSW1,将其并入负载直路中,在运行期间通过控制
四、实验步骤
1、原理图的编辑: 在Sources库中的POWER_SOURCES中调用直流电压源Vdc(15V)、SIGNAL_VOLTAGE_SOURCES 中调用交流小信号源Vin(峰峰值1mv、1kHz直流偏置为0、AC=1mv)和接地符; 在Basic库中的RESISTOR和CAPACITOR中分别调用电阻和电容; 在Transistor库的MOS_ENH_N中调用BS170; 将所调用的器件按照图1中的结构进行连线,并且设置相关值;
������������������ = ������������ − ������������=0.648V
������������������ > ������������������,所以三极管工作在放大区。
2、 瞬态分析:
Vout:Vopp=15.8541mV Vin: Vipp=227.7966uV |Au| =������������������������������������������������=69.598
������������
数值
3.04674V 2.39884V 4.64035V 1.982mA 1.999mA
������������ = ������������ − ������������=0.017mA>0
������������������ = ������������ − ������������=2.241V
四、实验步骤
1、原理图的编辑: 在Sources族中的SIGNAL_VOLTAGE_SOURCES库中调用AC_VOLTAGE信号源; 在Basic族中的RESISTOR库和CAPACITOR库中分别调用电阻和电容;在Analog族中的 ANALOG_VIRTUAL库中调用OPAMP_3T_VIRTUAL; 将所调用的器件按照图1中的结构进行连线; 2、参数设置: 分别双击电阻、电容器件设置参数如图1所示。需要特别注意:信号源V1需要设置AC电压 (见图)。
I:可变电阻区(非饱和区),������������������ > ������������������,但������������������ < (������������������ − ������������������) II:饱和区(恒流区、放大区),������������������ > ������������������,且������������������ > (������������������ − ������������������) III:截至区,������������������ < ������������������