模电自主设计实验哈工大模电实验课
哈尔滨工业大学模拟集成电路课程设计
一、功能描述设计二级运算放大器，采用电阻和电容进行补偿。
其中负载电容C L=10pF。
运算放大器满足如下要求：A vo≥3000,增益带宽积GBW≥5MHz，SR>10V/μs,相位裕度PM达到60°，输入共模范围（ICMR）为 1.5～4.5V，输出摆幅范围为0.5～4.5V，P diss≤2mW。
假定已知NMOS参数为。
PMOS管参数为。
二、电路设计1.电路设计过程（1）电路图图1总体电路图（2）电路设计过程2.仿真验证进入目录training/ic/spice_labs,启动cadence环境平台，新建two_stage_amp的cellview，按照之前的电路绘制要求放置mos管（mos元件选择chrt35dg_SiGe中的nmos5p0、pmos5p0），设置宽长比。
放置其他元件并连线，检查无误并保存。
电路绘制完成后建立电路symbol，确认无误后保存。
电路如图1所示,symbol如图2所示。
图2电路图symbol（1）采用闭环仿开环的方式对运放进行直流、交流、瞬态以及噪声分析。
建立一个仿真电路图，命名为cut_two_stage_amp，电路图结构如下图所示。
为了便于对变量的值进行控制和修改，图中的变量都没有进行赋值，而是在Analog Design Environment中进行统一赋值，便于进行电路调试。
电路绘制完成后，打开Analog Design Environment，设置变量值和仿真参数，仿真需要设置四项、分别为直流、交流、瞬态和noise。
设置完成后的ADE如图4所示（只显示进行设置的部分）。
图4闭环仿开环ADE①直流仿真对电路运行直流仿真，使用calculator的OP功能查看电路中各个器件工作点，使用VDC查看输出电压值，直流仿真输出结果如图5所示。
图5直流仿真结果可以看出，运放中的mos管均满足饱和区条件，处于饱和区，静态功耗1.39mW，满足设计要求，当输入为2.5V时，输出也约为2.5V。
哈工大模电自主设计实验
姓名 蒋瑞晔 班级 1104202 学号 1110420211 实验日期 6月7日 节次 5-6 教师签字 成绩模拟电子自主设计实验有源滤波器特性1.实验目的1. 掌握有源滤波电路的基本概念，了解高通滤波、低通滤波带通滤波对交流信号的影响。
2.了解滤波电路的选频特性、通频带等概念，加深对有源滤波电路的认识和理解。
3. 用Pspice 仿真的方法来研究滤波电路，了解元件参数对滤波效果的影响。
4. 根据给定的低通和高通滤波器结构和元件，分析其工作特点及滤波效果，分析电路的频率特性。
5.分别利用低通和高通滤波器搭建带通和带阻滤波器电路，观察和分析其输出波形特点，分析电路的频率特性。
2.总体设计方案或技术路线1.一阶滤波器阻容耦合是交流放大电路中的常用隔离直流影响的手段，同时阻容大小将影响信号通过频率，不同的组合将构成低通、高通滤波，最终形成整个电路的频率特性，根据阻抗计算方法：1) 一阶高通滤波器RCj U cj R R U U R ωω111111+⨯=+⨯= ； RCf H π21=U2DC 1MOhm2）一阶低通滤波器RC j U cj R c j U U C ωωω+⨯=+⨯=111111 ； RC f L π21=U2DC 1MOhm2.二阶滤波器为了使电路滤波效果更显著将两个一阶滤波器结合形成二阶滤波器如图所示为无限增益多路反馈低通滤波器电路，它是一种非常通用的具有反相增益的滤波器，具有结构简单、特性稳定、输出阻抗低的特点。
电路的传递函数为： 0210()p K b H s s b s b =++其中： 02311b R R C C =，11231111()b C R R R =++，21p R K R =-二阶高通滤波器电路U2DC 1MOhmU2DC 1MOhmU2DC 1MOhm二阶低通滤波器二阶高通滤波器U2DC 1MOhm4.仪器设备名称、型号1）实验电路板一块2）双踪示波器一台3）双路直流稳压电源一台4）函数信号发生器一台5）数字万用表一只6）电容，电阻若干5.理论分析或仿真分析结果1)二阶低通滤波器：FFT：幅频特性：（2）二阶高通滤波器：FFT：幅频特性：6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）1.一阶滤波器2.二阶滤波器实际操作实验（1）低通滤波器：FFT：（2）高通滤波器：FFT：7.实验结论1、低通和高通滤波器对通过的信号的影响，原信号波形和谐波成分的变化低通滤波器能使频率低于某个频率的信号通过，而滤掉高于该频率的信号，并将其放大为输入信号的n倍。
哈工大模电自主设计实验——阶梯波发生电路的设计与分析
姓名 班级 学号 实验日期 节次 教师签字 成绩阶梯波发生电路的设计与分析1.实验目的1、掌握阶梯波发生器电路的结构特点。
2、掌握阶梯波发生器电路的工作原理。
3、学习如何用Multisim 进行电路仿真。
4、学习复杂的集成运算放大器电路的设计。
2.总体设计方案或技术路线1、要设计阶梯波发生电路，首先要设计一个方波发生电路，然后通过微分电路，会得到上下均有尖脉冲的波形。
这时要只取上面的尖脉冲，就需通过限幅电路滤除下半部分的波形。
当这些脉冲经过积分运算电路时，一个尖脉冲累加为一个固定的值，在没有尖脉冲时，积分器保持输出不变。
下一个脉冲到来时又会增加同样的一个值，于是输出形成了阶梯波形。
2、改变电路元件的参数值，探究其于输出的阶梯波各项指标的关系。
3.实验电路图U1UA741CP3247651VEE-15.0VVCC 15.0VRf 100kΩR42kΩC147nFXSC1ABExt Trig++__+_R130kΩR210kΩD112VD212VC247nFR310kΩR510kΩR610kΩU2UA741CP3247651C347nFD31N4148D41N4148图1阶梯波发生电路4. 仪器设备名称、型号1、运算放大器μA741 2个2、二极管若干3、电阻，电容若干4、导线若干5、数字万用表6、可编程线性直流稳压电源7、Agilent DSO-X2002A 型示波器8、电子技术试验箱9、集成运算放大器应用子板5.理论分析或仿真分析结果1、方波发生电路设计方波发生电路由滞回比较器和RC 电路构成。
滞回比较器引入正反馈，产生振荡，使输出电压仅有高低电平两种状态，且自动相互转换。
RC 电路起延时作用和反馈作用，使电路的输出电压按一定时间间隔在高低电平之间交替变化，形成方波。
电路如图2所示，从图3所示的示波器中可读出方波的周期为4.017ms 。
U1UA741CP3247651VEE-15.0VVCC15.0VRf 100kΩR42kΩC147nFXSC1A BExt Trig++__+_R130kΩR210kΩD112VD212V图2方波发生电路图3方波波形2、微分电路设计在上图所示的方波发生电路的输出端接电阻3R 和电容2C 即可组成图4所示的微分电路，原理与运放组成的微分运算电路相同，这里不再叙述。
哈工大电工自主设计实验_2
两位数密码组合逻辑电路
电工自主设计实验
(一)实验目的
1.掌握74LS04、74LS74、74LS08等元件的逻辑功能和使用方法；
2.通过实验，进一步熟悉组合逻辑电路的分析和设计方法。
(二)实验电路图
VCC
(三)仪器设备名称、型号
1.模拟数字电子技术试验箱
2.双路直流稳压电源
3.电阻、导线若干
(四)理论分析或仿真分析结果
(五)详细实验步骤及实验结果数据记录
⑵按照逻辑图连接好电路
⑶别对六个输入端施加高低电平，观察输出端小灯的情况
⑷列出真值表：
结论：逻辑表达式为：
(六)实验结论
1.应用74LS04、74LS74、74LS08等元件可以实现两位数密码的设置，在生活中具有广泛应用。
(七)对实验的改进及优化
应该在实验的基础上加上一个清零开关。
此密码器设计比较简单，输入正确的密码前，小灯保持不亮，表明输入密码错误。
但输入正确的密码后，小灯一直保持亮的状态，所以在后续的设计优化过程中考虑增加一个清零开关。
(八)本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议
通过实验我了解了74LS138、74LS00、74LS20等元件的逻辑功能和使用方法，同时，通过实验，更加熟悉了组合逻辑电路的分析和设计方法。
在进行组合逻辑电路的设计时，应首先将给定的逻辑问题抽象成逻辑函数，列出其真值表，再根据真值表写出逻辑函数式并对其进行化简变换，最终根据化简变换后的逻辑函数式画出逻辑电路图。
参考文献
[1]杨世彦.电工学电子技术.机械工业出版社.2008
[2]邹其洪.电工电子实验与计算机仿真.电子工业出版社.2008。
哈工大 数电自主设计
设计题目：宽带步进放大器1.实验目的设计并制作一个宽带步进放大器。
指标要求：（1）电压增益大于20dB，输入电压有效值大于100mV。
（2）最大输出电压正弦波有效值大于1V。
（3）3dB通频带0-3MHz，在0-1MHZ通频带内增益起伏小于1dB。
（4）电压放大倍数可实现手动连续控制，可以实现步进增益。
通过宽带步进放大器的设计，进一步熟悉模拟电路，数字电路的相关知识。
2.总体设计方案或技术路线要想达到上述指标要求，可以设计以下放大器系统。
本系统由两个部分构成：AD603模拟电路、ARM控制电路与编程。
为了做出宽带步进放大器，我们使用STM32型号的ARM输出电压可变的控制信号。
AD603是可调增益的模拟宽带放大器，通过改变输入控制电压的差值Ug可以改变电压放大倍数。
因此，对STM32进行编程可以实现0 ~20dB步进电压增益。
3.实验电路图（1）AD603构成的外围放大电路图1 AD603外围电路（2）STM32控制电路部分图2 STM32控制电路（3）实验源程序4. 仪器设备名称、型号表1 实验仪器5.理论分析或仿真分析结果（1）AD603放大电路要实现信号通频带为0～3MHz，最大电压增益20dB，则带宽增益积为：3M*10^(20/20)=30MHz。
由于AD603自身可以实现-20dB~20dB的增益，我们通过控制D/A输出直流电压来控制AD603实现增益调节。
AD603的内部由梯形电阻网络构成和固定增益放大器构成，具体电路结构如下:图3 AD603内部电路加在输入端的信号被衰减后，由固定增益放大器输出，衰减量由加在增益控制接口的参考电压决定，而这个参考电压来自于ARM进行运算并控制数模芯片输出控制电压得来，所以可以实现精确的数控。
AD603可以提供由直流到30MHZ的工作带宽，符合工作要求。
AG(dB)=40Ug+10,式中Ug是控制电压，它的值在（-0.5～0.5V），所以AG在（-10～30dB)。
哈工大 模电自主设计 锯齿波发生器
占空比可调的锯齿波发生电路学院：专业：姓名：学号：占空比可调的锯齿波发生电路一．实验目的1．掌握占空比可调的锯齿波发生电路的工作原理2．掌握占空比调节的方法二．总体设计方案1.滞回比较器在单限比较器中，输入电压在阈值电压附近的任何微小变化，R都将引起输出电压的跃变，不管这种微小变化是来源于输入信号还是外部干扰。
因此，虽然单限比较器很灵敏，但是抗干扰能力差。
滞回比较器具有滞回特性，即具有惯性，因此也就具有一定抗干扰能力。
从反相输入端输入的滞回比较器电路如图(a)所示，滞回比较器电路中引入了正反馈。
(a)电路 (b)电压传输特性从集成运放输出端的限幅电路可以看出，u0=±U Z。
集成运放反相输入端电位u N= u I，同相输入端电位根据“虚短”u N=u P，求出的u I就是阈值电压，因此得出当u I<-U T，u N<u P，因而uo=+U Z，所以u P=+U T。
u I>+U T，uo=-U Z。
当u I>+U T，u N>u P，因而uo=-U Z，所以u P=-U T。
u I<-U T，uo=+U Z。
可见，uo从+U Z跃变为-U Z和uo从-U Z跃变为+U Z的阈值电压是不同的，电压传输特性如图(b)所示。
在我们所设计的锯齿波发生器中，滞回比较器由运放U1和电阻R1,R3,R4所组成。
通过由稳压管D1,D2和限流电阻R3构成的输出限幅电路，从而输出方波波形。
其中调节电阻R2可改变锯齿波的幅值和一定范围的频率。
调节滞回比较器的稳幅输出D1,D2值，可调整方波输出幅值，可改变积分时间，从而在一定范围内改变锯齿波的频率。
2.积分电路如图所示的积分运算电路中，由于集成运放的同相输入端通过R’接地，u N=u P =0为“虚地”。
电路中电容C的电流等于流过电阻R的电流输出电压与电容上电压的关系为u o=-u c而电容上电压等于其电流的积分，故在求解t1到t2时间段的积分值时式中u o(t1)为积分起始时刻的输出电压，即积分运算的起始值，积分的终值是t2时刻的输出电压。
哈工大电路自主设计实验
所以，有：
������������ = ������ =
������ (
1 ������������
) ������
������ = ������ + ������������������
������ 2 + (������������)2
������������������������ = |������������ | ������������������������ = = |������|
90Hz
204mW
202mW
200mW 30Hz ((V(C1:2) - V(C1:1)) * I(R1))
60Hz 90Hz cos(P(V(C1:2)- V(C1:1))- P(I(R1))) *(V(C1:2) - V(C1:1)) * I(R1) Frequency
������ = 0.5������������时的视在功率、有功功率、功率因数
2、实验数据 （1）实验数据记录表 1.
实验电路图 1 C/μF 视在功率/VA 有功功率/W 无功功率/Var 功率因数 体现性质 R2 0.6 0.6 0 1 阻性 所有负载 1.3 1.3 0 1 阻性 L1 1.6 0.3 1.5 0.19 感性 实验电路图 2 所有负载 2.2 1.6 1.4 0.73 感性 C1 1.0 0 1.0 0 容性 实验电路图 3 所有负载 2.1 0.7 2.1 0.33 容性
90Hz ((V(C1:2) - V(C1:1)) * I(R1))
������ = 0.7������������ 时的视在功率、有功功率、功率因数
1.2
0.8
0.4
0 30Hz 60Hz cos(P(V(C1:2)- V(C1:1))- P(I(R1))) *(V(C1:2) - V(C1:1)) * I(R1)/((V(C1:2) - V(C1:1)) * I(R1)) Frequency
模电自主设计实验—同相滞回电压比较器的研究 - 副本
姓名班级学号实验日期节次教师签字成绩实验名称同相滞回电压比较器的研究1.实验目的1.掌握同相滞回电压比较器的电路构成及特点。
2.掌握测试同相滞回电压比较器的方法。
3.掌握同相滞回电压比较器的设计方法。
4.掌握同相滞回电压比较器的仿真方法。
2.总体设计方案或技术路线1.应用背景电压比较器是集成运算放大器非线性应用电路，它是对输入信号鉴幅和比较的电路，是组成非正弦波发生电路的基本单元电路，在测量和控制中有着相当广乏的应用。
所以本次试验以研究同相滞回电压比较器为基础来了解电压比较器的特性和功能。
2.同相滞回电压比较器滞回比较器有两个阈值电压，输入电压ui从小变大过程中使输出电压uo产生跃变的阈值电压U T1，不等于从大变小过程中是输出电压产生跃变的阈值电压U T2，电路具有回滞特性。
同相滞回电压比较器的电路如图1所示，根据电压传输特性可知，输入电压作用于同相输入端，uo=U Z−+。
求解阈值的电压表达式为u p=R FR1+R Fu I+R1R1+R Fu O=u N=0±U T=±R1R FU Z3.实验电路图图中R F为100 KΩ，R1为10 KΩ，R2为5.1 KΩ4.仪器设备名称、型号1.示波器 1台2.直流稳压电源 1台3.低频信号发生器 1台4.交流毫伏表 1台5.万用表 1块6.模电实验箱 1台5.理论分析或仿真分析结果理论的传输特性曲线为R FR26.详细实验步骤及实验结果数据记录一.基础实验运放选择LM324芯片，按图1正确连接好电路，并进行如下操作：1.u I接±5V可调直流电源，调输入电压测出u O由+U OM→−U OM时的u I临界值。
并记录U T1到表格1中2. u I接±5V可调直流电源，调输入电压测出u O由−U OM→+U OM时的u I临界值。
并记录U T2到表格1中。
表格1并且根据以上结果绘制出传输特性曲线：3.输入幅值u I=1.5V、频率f=500H z的正弦波，观察u I−u O波形并记录如下。
哈工大电路自主设计实验
哈工大电路自主设计实验移相电路的设计测试以及李萨如图形的观测学习设计移相器电路的方法了解移相电路中工程中的应用介绍安远相点电路的特点,备考幅频特性与相频特性的测试方法进一步熟识示波器的采用和有关仿真软件multisim的操作方式通过观察李萨例如图形总结图形规律通过设计、搭接、安装及调试移相器，培养工程实践能力2、总体设计方案或技术路线实验开始前先对移相电路幅频、相频特性进行软件仿真，观察仿真结果。
设计一个rc电路移相器，该移相器输出正弦信号，由信号发生器提供更多。
相角受到r,c的值以及输出信号的频率掌控，并且该网络为全通网络，输入电压相对于输出电压的相位差在45°至180°范围内已连续调节器。
设计计算元件值、确定元件，搭接线路、安装及测试输出电压的有效值及相对输入电压的相移范围，用示波器测试网络的幅频特性和相频特性,验证电路的正确性。
分别紧固频率和电容、紧固频率和电阻，发生改变余下变量去观测增益规律。
用示波器观察二端口网络的输入和输出信号的李萨茹图形,通过李萨茹图形测出输入信号的频率和相位差。
最后通过调节频率去发生改变李萨例如图形，并通过观察总结图形规律。
技术路线1、采用x型rc移相电路，确定测试线路图。
1、对电路进行软件仿真，观察幅频相频特性。
3、确认测试仪器及加装移相器所须要器材，构建安远二者电路。
4、测量移相电路频率特性，以及如何通过阻值和电容改变相位的规律。
5、分析测试结果是否符合要求，若不符合，调整电路重新测试。
6、观察李萨如图。
7、通过李萨例如图的观测排序出来输出频率和增益。
8、通过调节频率来观察其他李萨如图形，总结图形规律。
3、实验电路图（a）设计电路图（b）等效4、仪器设备名称、型号交流电压表（as2294d型）-测量电压最高300v-频率5hz~2mhz示波器-测量带宽dc~60mhz-电压峰峰值16mv~40v信号源-频率20mhz-电压7-8v(有效值）电阻-10kω-2只电容-0.1uf-2只电阻箱-0~99999ω电容箱-0~1.111uf导线-若干5、理论分析或仿真分析结果x型rc移相电路输出电压u2为：u2=ucb-udb..r1-jωrc.jωc.=u1-u1=u11+jωrcr+r+jωcjω1∠-2arctanωrcϕ2=-2arctan(ωrc)结果表明，此x型rc安远二者电路的输入电压与输出电压大小成正比，而当信号源角频率一定时，输入电压的增益可以通过发生改变电路的元件参数去调节。
哈工大模电自主设计滤波器
模电自主设计实验——二阶RC有源滤波器的设计姓名：班级：学号：一．实验目的1.掌握集成运放的工作原理和基本特征2.了解集成运放的基本运用电路3.了解二阶RC有源滤波器的工作原理二．实验仪器名称实验电路板双路直流稳压电源数字万用表uA741电压表三．实验原理3.1 低通滤波器二阶RC低通滤波器原理图如下低通滤波器是用来通过低频信号衰减或抑制高频信号。
如图所示，为典型的二阶有源低通滤波器。
它由两级RC滤波环节与同相比例运算电路组成，其中第一级电容C接至输出端，引入适量的正反馈，以改善幅频特性。
3.1 低通滤波器二阶RC高通滤波器原理图如下与低通滤波器相反，高通滤波器用来通过高频信号，衰减或抑制低频信号。
只要将低通滤波电路中起滤波作用的电阻、电容互换，即可变成二阶有源高通滤波器，如图所示。
高通滤波器性能与低通滤波器相反，其频率响应和低通滤波器是“镜象”关系。
3.2带通滤波器二阶RC带通滤波器原理图如下即将低通滤波器与高通滤波器串联，但高通滤波器的下限截止频率设置为小于低通滤波器的上限截止频率。
四．MultiSim仿真4.1二阶低通滤波器Bode图4.2二阶高通滤波器Bode图4.3二阶带通滤波器Bode图五．数据记录5.1 低通滤波器元器件值R a=1KΩ，R b=750Ω，输入正弦波V pp=3.0V R1=R2=100KΩC1=C2=0.01uF输出幅频特性曲线5.2 高通滤波器元器件值R a=1KΩ，R b=750Ω，输入正弦波V pp=3.0V R1=R2=200KΩC1=C2=0.01uF输出幅频特性曲线5.3 带通滤波器元器件值R1=R f=1KΩ，输入正弦波V pp=3.0VR低=100KΩ,R高=200KΩC=0.01uF输出幅频特性曲线六．本次实验的收获和体会1.本次实验结果与理论值误差很小，作出的幅频特性与高通，低通，带通滤波器的理论的幅频特性相一致，说明实现了通，低通，带通滤波器的功能，产生误差的主要原因是元器件值并不准确。
【哈工程】科技创新训练课模电实验报告
哈尔滨工程大学16组成员：宋斌2009133219葛书强2010011231熊卢亚2010011105科技创新训练课实践报告——5V直流稳压电源部分一、课题名称：桥式整流电源二、课题目的：大多数的电子电路及装置都需要使用低压直流电源的供应，但是一般的电路公司供应的都是220V或110V的交流电源，这样就不能直接使用家庭电源直接供应电子装置，也就是说，我们买来的功能强大、内容丰富的各类电子产品都只能成为摆设，包括我们的电脑、MP3、手机等。
当然，最简单的办法是使用直流电池，但是这样又会来带更会的难题。
电池的容量极为有限，价格同家庭电相比又极为昂贵，电池的时常更换又给生活带来了很多不便，废旧电池的巨大危害也在时时提醒我们：不要使用电池。
这样，一种能够直接将220V的家庭电源转化为我们所需要的低压直流电源的装置——桥式整流电路——应运而生。
三、原理：（一）工作流程图：（二）工作原理详析：E2为正半周时，对D1、D3和方向电压，Dl，D3导通；对D2、D4加反向电压，D2、D4截止。
电路中构成E2、Dl、Rfz、D3通电回路，在Rfz，上形成上正下负的半波整洗电压，E2为负半周时，对D2、D4加正向电压，D2、D4导通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截止。
电路中构成E2、D2Rfz、D4通电回路，同样在Rfz上形成上正下负的另外半波的整流电压。
以上两种工作状态分别如图（a）和（b）所示：如此重复下去，结果在Rfz，上便得到全波整流电压。
其波形图和全波整流波形图是一样的。
从图5-6中还不难看出，桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值，比全波整流电路小一半。
桥式整流电路的整流效率和直流输出与全波整流电路相同，变压器的利用率最高。
现在常用的全桥整流，不用单独的四只二极管而用一只全桥，其中包括四只二极管，但是要标清符号，有交流符号的两端接变压器输出，+、-两端接入整流电路。
四、调试过程：（一）选用电子元件：1、电容两个（104和103）；2、二极管4只；3、变压器一个；4、三段稳压器一只。
哈工大模电自主设计实验
姓名 xxxx 班级 学号 xxxxxx实验日期 2014.04.30 节次 5-6节 教师签字 成绩实验名称：精密镇流器的设计及其应用一.实验目的1、设计精密整流器。
2、理解并实际应用放大器电路，观察精密整流器在放大器电路中的作用。
3、提高自我设计实验的能力。
二.总体设计方案或技术路线1.1精密整流器的电路原理图如图1所示。
图11.2、使用二极管的单向导电性来组成整流电路。
由于二极管的伏安特性在小信号时处于截止或处于特性曲线的弯曲部分，使小信号检波不到原信号或使原信号失真太大。
如果把二极管置于运算放大器的负反馈环路中，就能大大削弱这种影响，提高非线性电路精度。
同相输入精密全波整流器的输入u i 与输出电压u o 有如下关系:当u i >0时，u o =u i ；u i <0时，u o =-u i运放A 1、A 2工作于串联负反馈状态，具有较高的输入电阻A 1是同向放大器，A 2是同向加法运算电路。
当u i >0时，VD 1 截止，VD 2导通，此时A 1形成一个电压跟随器，u o1=u i 。
U 2的反向端输入电压为U 1的反向端电压，亦即时输入电压u i 。
U 2同相端输入电压为u i 。
所以u o 为：220211(1)F F i i i F F R R u u u u R R R R=+-=++当u i <0时，VD 1导通，VD 2截止，此时是一个同向放大器11(1)u F o i R u R=+。
当R R 1F =时，i 1o u 2u =。
U 2同相端的输入电压仍为u i ，反向端的输入电压为u o 所以A 2的输出电压为（2122F F R R R ==)2222121(1)u (1)u (1)u F F F F F o i o i i R R R R R u u R R R R R=+-=+-+ 234o i i i u u u u =-=-由以上分析可知，在输出端得到单向的电压，实现了全波整流。
哈工大2012年_模电自主设计实验报告
模拟电子技术课程大作业姓名：学号：院系：控制科学与工程系题目：音频功率放大器的设计与实现音频功率放大器的设计与实现1.实验目的设计一个实用的音频功率放大器。
在输入正弦波幅度≤5mV，负载电阻等于8Ω的条件下，音频功率放大器满足如下要求：1、最大输出不失真功率P OM≥8W。
2、功率放大器的频带宽度BW≥50Hz~15KHz。
3、在最大输出功率下非线性失真系数≤3%。
4、输入阻抗R i≥100kΩ。
5、具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高音10kHz处有±12dB的调节范围。
2.总体设计方案该音频功率放大器可由图1所示框图实现。
前置放大级主要实现对输入信号进行放大，从而与功率放大器的输入灵敏度进行匹配。
音调控制级主要实现对输入信号的提升或衰减作用，以满足不同听众的需求。
功率放大级是此音频功率放大器的核心部分，它决定了输出功率的大小。
下面介绍各模块的实现方法。
话筒输入Vo前置放大音调控制功率放大RL图1 音频功率放大器组成框图1.前置放大器由于输入信号非常微弱且音频宽度过大，需要前置放大器有较高的输入阻抗，较低的输出阻抗，噪声小，频带宽。
为达到预期的效果，有两种选择。
一是由分立元件搭建的放大电路，二是采用合适的集成放大电路。
由于集成放大电路性能稳定，外围电路简单，便于调试，本前级放大电路选择集成放大电路实现。
2.音调调节级音调控制电路的主要功能是通过对放音频带内放大器的频率响应曲线的形状进行控制，从而达到控制放音音色的目的，以适应不同听众对音色的不同爱好。
此外还能补偿信号中所欠缺的频率分量，使音质得到改善，从而提高放音系统的放音效果。
在高保真放音电路中，一般采用的是高、低音分别可调的音调控制电路。
一个良好的音调控制电路，要求有足够的高、低音调节范围，同时有要求在高、低音从最强调到最弱的整个过程中，中音信号（一般指1kHz）不发生明显的幅值变化，以保证音量在音调控制过程中不至于有太大的变化。
电工新技术实践 三角波发生器(模电)哈工大
分类设计制作调试功能实现报告成绩总成绩：一、设计任务方波——三角波发生器的设计。
二、设计条件本设计基于学校实验室的环境，根据实验室提供的实验条件来完成设计任务。
三、设计要求设计以下要求：①振荡频率范围：500~1000赫兹；三角波幅值调节范围：2~4伏。
②根据题目要求，选定电路结构。
③计算和确定电路中的元件参数。
④调试电路，以满足设计要求。
⑤写出设计总结报告。
四、设计内容1.电路原理图（含管脚接线）方波与三角波发生器2. 计算与仿真分析（1）各元器件参数计算Z U 为两个双向稳压管，稳压值为Z U =5V 。
输出电压o u 的峰值 12o=Z U ±（R /R ）U 为了满足2V<o u <4V ，取25K =R ，12~4K K =R采用2K 滑动变阻器和2K 定值电阻串联。
方波频率为 214R f RCR =, 得 214R R CR f=由于12~4K K =R ，25K =R ，500~1000f Hz =，可得：11~3200800R C C=，取0.1C F μ=，则 3.125~12.5R K K = 采用10K 滑动变阻器和3K 定值电阻串联。
其它电阻（R3和R4）取1K 。
（2）电路仿真用orCAD 软件连接电路如下所示：用PSpice 软件仿真如下（矩形波峰值5v ，三角波峰值4v ）：调节滑动变阻器可以改变波形的峰值以及频率。
3. 元器件清单定值电阻：5K （一个），3K （一个），2K （一个），1K （两个） 滑动变阻器：2K （一个），10K （一个） 稳压管：5V （两个） 电容：0.1uFuA741集成运放：两个 4. 调试流程设计电路电路仿真 实验电路连接，进行实验 设计完成仿真结果是否与预期一致 实验结果是否与预期一致调整电路 检查电路连线问题 是否 是 否5. 设计和使用说明电路连接后，在1o u 处输出方波，在o u 处输出三角波，通过调节1P R 可以改变输出三角波的幅值，通过调节P R 可以改变输出波形的频率。
模拟电子技术实验前导课模拟电子技术实验课程组
第1、2、3个试验上课开始时间： 上午8:00开始，下午13:30开始，晚上18:30开始 第4个试验上课开始时间： 上午8:00开始，下午13:30开始，晚上18:00开始
按照预约旳时间来上课。 假如不能按时上试验，请取消预约，及时预约其
他时间。
请记准试验时间和试验室。
试验模式
电路图。 四、自拟实验步骤 在拟定实验步骤旳过程中，自拟测量数据登记表格 如果有仿真，数据登记表格应该包括两部分，仿真数据和实物实
验真实测量数据表格。 五、预习思索题 六、元件表 七、自查表 注意：如果发现照抄实验报告范例，预习报告成绩为0。
在试验室进行试验
预习考核—闭卷 焊接电路 排除故障 完毕测试 统计数据 验收 指导教师签字 整顿试验台—不整顿扣分
自主型试验 以学生自学为主，强化学生自主学习能力
必须仔细进行课前预习。
4次试验每次试验开始之前都有预习考核
主要阐明
1、不预约不让做试验！ 2、没有预习报告不让做试验！ 3、4个试验有1个不做，不及格！！！
提供了教学资源
1.仪器使用视频和PPT 2.试验设计范例（只提供试验1） 3.预习设计报告和试验报告范例 4.试验操作step-by-step PPT 5.自查表 6.试验报告封皮 7.前导课PPT
仿真
使用MultiSim软件对设计旳电路进行仿真 软件旳使用措施参照试验教材第2.2节P23-39
仿真旳内容关注是否能实现技术指标 仿真旳成果要跟计算值进行比较
预习试验环节
参照试验操作step-by-step PPT及教材
预习实际操作中各项技术指标旳测试、电路板构造 及电路连接方式
完毕预习设计报告和自查表
名单。
公共邮箱： shiyan
哈工大模电课程设计
哈工大模电课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握模拟电子电路的基本原理和常用电路，如放大器、滤波器、振荡器等；2. 培养学生运用数学工具分析模拟电路的能力，理解电路参数对性能的影响；3. 使学生了解模拟电子技术在工程实践中的应用，如信号处理、传感器接口等。
技能目标：1. 培养学生具备使用Multisim、Protel等软件进行电路设计与仿真的能力；2. 提高学生动手搭建和调试模拟电路的技能，培养实际操作能力；3. 培养学生分析问题、解决问题的能力，学会查阅资料和撰写实验报告。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣和热情，激发创新意识；2. 培养学生具备良好的团队合作精神和沟通能力，学会倾听、尊重他人意见；3. 引导学生关注模拟电子技术在国家战略和社会发展中的作用，树立社会责任感。
课程性质：本课程为模拟电子技术课程设计，旨在巩固和拓展学生在课堂上学到的理论知识，提高实际操作和创新能力。
学生特点：学生为大学本科二年级或三年级，已具备一定的电子技术基础，对模拟电子技术有一定了解。
教学要求：结合实际应用，注重理论与实践相结合，强调动手实践，培养学生的创新意识和实际操作能力。
通过课程设计，使学生在掌握基本原理的基础上，进一步提高分析和解决问题的能力。
教学过程中，关注学生的情感态度价值观培养，激发学生的学习兴趣和责任感。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 基本原理回顾：包括放大器、滤波器、振荡器等模拟电路的基本工作原理，对应教材第1-3章内容。
2. 电路分析与设计：- 放大器设计：教材第4章，重点讨论运放电路的原理、设计和应用；- 滤波器设计：教材第5章，涵盖低通、高通、带通和带阻滤波器的原理与设计；- 振荡器设计：教材第6章，介绍LC振荡器、RC振荡器和晶体振荡器的原理与实现。
3. 电路仿真与实验：- Multisim软件操作：进行电路仿真，对应教材第7章；- 实际电路搭建与调试：结合实验室设备，进行实际电路的搭建、调试和性能测试，对应教材第8章。
哈工大电路自主设计实验
哈工大电路自主设计实验(总10页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--姓名 班级 学号 实验日期 节次 教师签字 成绩影响RLC 带阻滤波器性能参数的因素的研究与验证1.实验目的（1）学习带阻滤波器的设计方法 （2）测量RLC 带阻滤波器幅频特性曲线（3）研究电阻、电容和品质因素Q 对滤波器性能的影响 （4）加深对滤波器滤波概念的理解 2.总体设计方案或技术路线（1）理论推导，了解滤波器的主要性能参数及与滤波器性能有关的因素 （2）设计RLC 带阻滤波器电路图 （3）研究电阻R 对于滤波器参数的影响 （4）研究电容C 对于滤波器参数的影响 （5）研究电感L 对于滤波器参数的影响（6）合理设计实验测量，结合电容C 和电感L 对滤波器参数的影响 （7）将实际测量结果与理论推导作对比，并分析实验结果3.实验电路图R1V-V+4.仪器设备名称、型号函数信号发生器 1台FLUKE190-104数字便携式示波表 1台十进制电阻箱 1只十进制电容箱 1只十进制电感箱 1只5.理论分析或仿真分析结果带阻滤波器是指能通过大多数频率分量、但将某些范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器，与带通滤波器的概念相对。
理想带阻滤波器在阻带内的增益为零。
带阻滤波器的中心频率f o，品质因素Q和抑制带宽BW之间的关系为仿真结果：R=2000Ω C= L=R=500Ω C= L=R=2000Ω C= L=R=2000Ω C= L=R=2000Ω C= L=改变R时对比图改变C时对比图改变L时对比图6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）（1）电阻R对于滤波器参数的影响任务1：电路如图所示，其中信号源输出Us=5V，电容C=，电感L=，根据R= 2000f/kHzfc1=fo=4fc2=57 U/VR= 1500f/kHz1fc1=fo=4fc2=57 U/VR=50f/kHz3fc1= fo= fc2= 47U/V5根据所测数据在下图画出三条对应的幅频特性曲线，并根据图中实验结果进行分析分析结果：由图看出，当R变化，L C不变时，中心频率不变，但是阻带宽度随着R变大而变大。
哈工大模电试验报告
模拟电子设计实验题目：二阶压控型高通滤波器学校：______________________________专业：______________________________班级：______________________________学号：______________________________姓名：______________________________实验时间：___________________________目录一、实验目的二、设计任务与要求2.1 、设计指标2.2 、设计要求三、电路原理与分析3.1 、实验原理四、电路设计与调试4.1 、实验器材4.2 、原件选取五、数据处理与总结一、实验目的：1. 熟悉二阶有源滤波电路幅频特性和相频特。
2. 通过实验，学习掌握有源滤波器的设计方法，体会调试方法在电路设计中的重要性。
3. 了解品质因素Q对滤波器特性的影响。
二、设计任务与要求：2.1、设计指标截至频率：J二100 Hz通带增益：A up =1品质因数：Q=0.7072.2、设计要求初步掌握一般电子电路的设计方法，得到一些工程设计的初步训练，并为以后的专业课学习奠定良好的基础。
利用教材中的有源滤波器的理论知识，并查阅必要的资料设计一个二阶有源高通滤波器。
此外，通过对电子技术的综合运用，使学到的理论知识相互融会贯通，在认识上产生一个飞跃。
三、电路原理与分析3.1、实验原理如右图所示，为二阶有源高通滤波器的电路图。
四、电路设计4.1 、实验器材1、函数信号发生器 2 3、面包板4电路的幅频特性为A u1相频特性:截至频率:品质因数:-arcta nWQWOW 21 2 \ R i R ?C i C 25、电位器：一个灰白色，一个蓝色;、交流电压表、双踪示波器 、电源4.2、原件选取运算放大器选择 Ua741,它的引脚定义如下，4脚为负电源（实令 ^=5= 0.47uF 得：R 厂 2.39 K 11R 厂 4.79K 14.3、实验调试1、按照实验的原理图接好电路。
Hit模电自主实验
自主设计型实验实验名称：验证互易定理及对偶原理设计实验者姓名：班级：学号：验证互易定理及对偶原理一.实验目的(1)研究互易定理的三种形式(2)掌握对偶原理，设计对偶电路(3)验证对偶原理二.简述实验原理1.互易定理：在只含一个电压源（或电流源），不含受控源的线性电阻电路中，电压源（或电流源）与电流表（电压表）互换位置，电流表（电压表）读数不变。
这种性质成为互易定理。
对于线性单一激励的不含受控源的线性电阻电路（即仅有一个独立源作用的电阻电路）还有一个很重要的性质互易性，反映互易性的原理称作互易原理。
此原理有三种形式。
2.对偶原理如果将某个电路KCL方程中电流i换成电压u，就得到另一电路的KVL方程；将某个电路KVL 方程中电压u换成电流i，就得到另一电路的KCL方程。
这种电路结构上的相似关系称为拓扑对偶。
与此相似，将某个电路VCR方程中的u换成i，i换成u，R换成G，G换成R等，就得到另一电路的VCR方程。
这种元件VCR方程的相似关系，称为元件对偶。
若两个电路既是拓扑对偶又是元件对偶，则称它们是对偶电路。
三. 仪器设备①万用表②电流表③各型号电阻若干④电流源⑤电压源⑥交直流电路实验箱四.实验任务（一）.互易定理：1、在图1(a)与(b)所示电路中示出了互易原理的第一种形式（N为仅由电阻组成的线性电阻电路）图示说明对于不含受控源的单一激励的线性电阻电路，互易激励(电压源)与响应(电流)的位置，其响应与激励的比值仍然保持不变。
当激励U s1=U s2时，则I2 =I1。
.按照电路图连接电路，将电压源调到5V，记录此时的电流I1。
再将电压源与电流表互换记录电流I2。
数据记录：I1=_______________，I2=_________________为200_U ’I 2 S2 (a) (b)图1互易原理的第一种形式2、在图2(a)与(b)所示电路中示出了互易原理的第二种形式，图示说明对于不含受控源的单一激励的线性电阻电路，互易激励(电流源)与响 应(电压)的位置，其响应与激励的比值仍然保持不变。
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可调频可调幅的方波-三角波-正弦波函数发生器的设计
姓名：胡车班号：1001101 学号：17 日期:2012-6-1
一、实验目的
1、掌握函数发生器的主要性能。
2、掌握函数发生器的基本测试方法。
3、学会函数发生器的设计。
4、学会函数发生器的调试方法。
5、设计一方波-三角波-正弦波函数发生器。
性能指标：(1)、频率范围：1-2500HZ
(2)、方波Uo1pp≦14.1V 三角波Uo2pp≦7.0V 正弦波Uo3pp≦13,1V
二.总体设计方案或技术路线
本实验通过集成运算放大器uA741或者LM324组成下图所示的方波-三角波-正弦波函数发生器的设计方法。
本试验先通过比较器产生方波，再通过积分器产生三角波，最后通过二阶有源滤波器电路产生正弦波。
其电路组成图框如下图。
电路工作原理如下：运算放大器A1与R1、R4、R5
比电压较器，方波可通过此电路获得，三角波发生器有滞回比较器与
积分器闭环组成，积分器A2的输出反馈滞回比较器A1，作为滞回比较
器的输入。
2、三角波-正弦波产生电路（电路原理图在第三项给出，不在此处给出）
电路工作原理：如电路图所示低通滤波器由两个RC滤波环节与同相比例运算电路组成，其中第一级电容C接至输出端，引入适量的正反馈，以改善幅频特性，此电路通过低频，衰减或抑制高频信号。
三.实验电路图
此电路图由比较器、积分器与二阶有源滤波器组成分别可产生方波、三角波与正弦波，其中可通过电位器与单刀双掷开关进行幅度与频率调整。
各元件参数如下：R1=2K R4=200K R5=100K R6(max)=R8(max)=1O0K
R3=R7=R9=5.1K R10=R11=47K(或者39K)
C1=C2=C3=0.1uF
四. 仪器设备名称、型号
1、电路实验板 2块
2、双踪示波器 1台
3、双路直流稳压电源 1台
4、数字万用表 1台
5、芯片u741 3只
（或者6、芯片LM324 1只）
五.理论分析或仿真分析结果
仿真图一：通过滞回器产生方波通过积分器产生三角波
仿真图二：调节电位器进行调频与调幅
仿真图三：三角波通过二阶低通滤波器产生正弦波
仿真图四：调节电位器进行调幅、调频
六、详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）
1、按照设计好的元器件参数与电路图连接电路，连接好导线，接通电源。
2、将电位器R6、R8达到最大、单刀双掷开关打到C2，用示波器分别观察
Uo1、Uo2、Uo3波形（可先观察Uo1、Uo2，然后在观察Uo2、Uo3）
记录波形与数据：
观察到：
Uo1pp=14.1V Uo2pp=7V Uo3pp=3.1V
f=170.9HZ f=170.9HZ f=174.0HZ
3、将单刀双掷开关打到C1（没有单刀双掷开关的话直接换到电容C1），用示波器观察Uo1、Uo2、Uo3波形（可先观察Uo1、Uo2，然后在观察Uo2、Uo3）
记录波形与数据：
观察：当调节电位器R2时，可实现三角波、正弦波的幅度以及频率连续变化，其中Uo2pp≦7V，Uo3pp≦13.1V,频率f从1HZ到2500HZ之间变化
4、调节电位器R6只任意位置，，用示波器观察Uo1、Uo2、Uo3波形（可先观察Uo1、Uo2，然后在观察Uo2、Uo3）
记录波形与数据
观察到: 当调节电位器R6时，可实现三种波形的幅度连续变化，但频率不可变，其中Uo1pp ≦14.1V, Uo2pp≦7V，Uo3pp≦13.1V
5、调节电位器R8只任意位置，，用示波器观察Uo1、Uo2、Uo3波形（可先观察Uo1、Uo2，然后在观察Uo2、Uo3）
记录波形与数据：
观察到：当调节电位器R8时，可实现三角波、正弦波的幅度连续变化，但频率不可变，其中Uo2pp≦7V，Uo3pp≦13.1V,
七、实验结论
本实验实现了函数发生器的幅度以及频率连续变化。
1、当调节电位器R2时，可实现三角波、正弦波的幅度以及频率连续变化，其中Uo2pp≦7V，Uo3pp≦13.1V,频率f从1HZ到2500HZ之间变化
2、当调节电位器R6时，可实现三种波形的幅度连续变化，但频率不可
变，其中Uo1pp≦14.1V, Uo2pp≦7V，Uo3pp≦13.1V
3、当调节电位器R8时，可实现三角波、正弦波的幅度连续变化，但频率不可变，其中Uo2pp≦7V，Uo3pp≦13.1V,
八、实验中出现的问题及解决对策
实验中产生的方波偶尔会出现不稳定的状态，另外当频率过高时，超过1500HZ时，正弦波会出现一点点的失真。
解决方案：1.电容C1上在并联一个100k电阻，
2．本实验采用二阶有源滤波器，当频率稍高一点会出现正弦波一点点的失真属于正常，但可通过改变二阶有源滤波器的时间常数，可调节其滤波频率的范围。
九、本次实验的收获和体会、对模电实验室的意见或建议
1、本实验自主学习实验性强，为本次试验花了三周时间进行模电的研究和查阅相关资料，完全自主独立设计出此函数发生器，另外通过对多个仿真软件的学习进行仿真验证以及相关的理论分析。
2、本实验操作实践性与动手性能强，用了三个741芯片（连线相对复杂），提高和锻炼了实验与工程实践的能力，获得了一定的愉快感。
3、本实验设计性强，实现了第一次自主设计的想法，对模拟电子技术基础课程加深了认识和理解。
4、模电实验室虽然元器件较丰富，但还是不全，让我无法进一步再深入研究和分析。
十、参考文献
1 、模拟电子技术基础王淑娟蔡惟铮主编 2010-03
2、电子技术基础实验教程唐玉欣主编 2011-01。