四川大学模电期末设计实验报告.doc

模拟电子实验报告评分_题 目： 姓 名： 学号： 学 院： 专 业： 组 号： 一、 实验目的1、 进一步深入了解放大电路的工作原理2、 学会设计简单放大电路的基本方法和基本思想3、 掌握多级放大电路的原理以及应用二、 实验设备及器件电阻若干、电容若干、导线若干双踪示波器DS1022M实验箱万用表DF1945信号发生器DF1641B1三、 阐述初始设计方案并对设计方案进行可行性论证原始电路如下：因共射放大电路电路能够很好的放大电压，因此选用共射放大电路，因实验要求电压放大倍数大于100，一级放大不能确保电路达到设计要求，因此采用两级放大电路，同时引入交直流负反馈，加强电路的稳定性，因设计要求输入电阻大于100，因此第一级采用单偏置电路，同时引入串联负反馈，以增大输入电阻，在输出级引入电压负反馈以减小输出电阻。可行性论证，第一级静态工作点：ICQ1=Vcc*Rb1/(Rb1+Rb2)0.7/Re1=5.78mAIBQ1=ICQ1/=72.3AUCEQ1=VCCICQ1(RC1+Re1)=5.17VIRb2=VCC/(Rb1+Rb2)=0.31mA第二级静态工作点：ICQ2=VccRb4/(Rb3+Rb4)-0.7/Re2=1.02mAIBQ2=ICQ2/=12.7AUCEQ2=VCCICQ1(RC2+Re2)=5.45VIRb35.5IBQ2第一级放大倍数：rbe1=300+(1+)*26mV/ICQ1=660 Av1=(Rc1Ri2)/rb1+(1+)Re15Ri2=Rb3Rb4re2+(1+)Re2=15 rbe2=300+(1+)*26mV/ICQ2=2.4第二级放大倍数：Av2=(Rc2Rf)/rbe2187Av=Av1*Av2=935Auf=1+Rf/Re1=180D=6输入阻抗：Rif=DRb1+Rb2rbe1+(1+)Re1=103 输出阻抗：Rof=Rc2Rf/D=0.83 将电路中相关元件参数带入以上式子计算得，满足设计要求，综合考虑实际电路相关影响，经分析以上设计是具有可行性的，因元件参数的取值，均为估算，有误差的存在，在安装电路时应根据实际测试结果为依据，在原电路的基础上进行改动四、 绘制调整后的电路图及元器件参数，用Multisim软件对电路进行仿真，给出仿真结果；电路图如下：在输入32. 527mV时顶部和底部刚好同时失真，波形图如下：静态工作点调整无误后，输出波形如下图所示：在不失真的情况下输入输出电压如下图所示：五、 不合格参数的调整，以及原理1、 一级放大电路静态工作点的调整，按要求第一级CE间静态电压应在6V左右，缓慢调整左侧滑动变阻器，使CE间电压尽量满足要求，调整完毕后，不允许再次调整2、 加上正弦输入信号后，用示波器测量输出波形，屏幕上显示出一杂乱的波形，经检测为正弦发生器有故障，更换函数发生器3、 逐步增大输入电压，观测输出波形，当电压增加到一定幅值时输出波形首先出现底部失真，因使用的为NPN管，所以为饱和失真，应调整第二级的滑动变阻，使其缓慢变化，直至使顶部与底部同时失真，此时整个电路的静态工作点Q位于交流负载线中部，符合要求4、 以上调整完毕后，不再调整左右两边的滑动变阻，测量输入输出电压，看是否满足放大倍数要求，第一次经测量低于100，因放大倍数为1+Rf/Re1，增大Rf再次测量输入输出电压，直至满足实验要求，最终确定Rf为24。5、 用示波器两个输入端同时测量输入输出波形时，输出波形严重失真，当示波器输入端仅有输出信号时，显示波形正常，最终，示波器输入端仅接输出信号，输入信号的大小用万用表测量六、 阐述工作点的调整及动态参数的测试条件、原理、方法1、 静态工作点的调整第一级要求输入信号为零时，CE间电压接近6V，缓慢调节左侧滑动变阻，使CE间电压在6V左右，第二级，加上输入信号，逐渐增加输入信号，使输出波形顶部和底部同时失真，如果不同时失真，调节右侧滑动变阻，当无论怎样调整变阻器，均无法满足要求时，应考虑将于滑动变阻器相连的电阻变大2、 动态参数的测试条件、原理、方法测试条件：以下一切动态参数均在信号源频率为1kHZ，且输出不失真条件下测量原理：测量增益，分别用万用表测量输入端电压Ui和输出电压Uo(不带负载)利用公式Auf=Uo/Ui，即可得到增益Auf 测量输入电阻，在输入端添加一个50 的电阻如下图所示，要求输入信号频率为1kHZ,调节输入信号，确保输出不失真，此时左侧万用表测量Ui，然后将结点12处的线连接到函数发生器的正接线处，此时测量的便是Us，将数据带入以下公式即可算出输入电阻Ri=Ui*Rs/(Us-Ui)测量输出电阻，要求输入信号频率为1kHZ，调节输入信号，确保输出不失真，在输出端加一2 负载电阻，电路图如下： 此时右侧万用表测量的即为Uol，在原电路的基础上去掉负载电阻R4，测量输出电压Uo，然后将数据带入公式Ro=(Uo-Uol)*Rl/Uol即可求得输出电阻Ro测量通频带，采用三点法测试在保证输出不失真的条件下，先测量在输入频率为1kHZ条件下的输出电压Uo，然后逐步减小输入频率，同时观测输出电压，当输出电压为0.7 Uo时，记下此时的频率值fL（下限截止频率），然后在1kHZ的基础上逐步增加输入频率，同时观测输出电压，当输出电压为0.7 Uo时，记下此时的频率值fH（上限截止频率）七、 对测试结果进行分析；最大输出不失真Uomax以及静态工作点UomaxUCQ1UBQ1UEQ1ICQ1UCQ2UBQ2UEQ2ICQ23.448V5.13V0.7504mV148.79mV0.819mA4.77V1.541V0.930mV1.124mA测量增益fUiUoAuf1kHZ25.46mV2.99V117.6Auf=Uo/Ui=2.99/25.46*1000=117.6测量输入电阻fUsUiRsRi1kHz25.46mV22.04mV322.2Ri=Ui*Rs/(Us-Ui)=22.04*50k/(25.46-22.04)= 322.2测量输出电阻fUoUolRlRo1kHz2.994V2.046VRo=(Uo-Uol)*Rl/Uol=(2.994-2-046)*2k/2.046=三点法测试做理论曲线f中fLfHf1kHZ17.3HZ675kHZUo3.304V2.311V2.318V数据结果分析：在做实验时，因受元器件性能，实验仪器的稳定性，环境温度等多方因素的影响使实验数据存在一定的误差，但均在误差允许的范围内，在误差允许的范围内，将数据带入相应的公式中进行运算，分析得，所测量数据均满足实验要求，因此修改后的电路符合实验设计要求，并完整的实现了电路的基本功能，所以此次设计实验符合要求。六、总结电路设计以及设计实验的心得体会： 在课堂上学习了模拟电路的理论知识后，从第六周开始，我们开始做模拟电路实验，实验前认真做好实验预习，实验中认真听老师讲解，在自己动手操作的过程中，有不懂的先自己认真思考，实在解决不了就问老师，然后自己在动手操作，在这个过程中，锻炼了自己的思维能力，自己的动手能力，以及沟通能力，以及合作精神，使自己能够更加熟练的应用相关方面的电子仪器，扩宽了自己的知识面，使自己所学的理论知识与实践相结合。这次实验是我和我的搭档一起完成，做实验前就做了预习报告，在电路模型确定后，就需计算各个器件的参数，此时我们课上所学知识，在这里得到应用，虽然运算量很大，但最终还是确定下来，然后进行模拟，在模拟中我们逐渐修改元件参数，使其最终达到实验设计要求，最后是电路的组装，在组装的过程中使我感到了理论与实际的差距，虽然在模拟中，一切参数均满足要求，可是安装的电路却并没有达到预期效果。比如当时我们需要的阻值的电阻已经没了，只能大概估计选取一些偏大的电阻。但在静态测试的时候Uce偏小，输出波形也不稳定