EWB模电设计.doc

模拟电子技术仿真设计一、RC阻容耦合放大电路（必做）【实验目的】1. 巩固学习放大器主要性能（静态工作点、放大倍数、输入、输出电阻）的测量方法；2. 观察多级放大器的级间联系及相互影响；3. 学习放大器频率特性的测试方法。【实验电路与内容】1. 实训电路及基本原理两级RC阻容耦合放大电路如图所示。如图所示的阻容耦合放大器，每级的静态工作点互不干扰，对电路的调节和工作点的稳定带来了方便。但在放大较低频率信号时，级间耦合电容会造成信号的衰减。分析多级放大器，要考虑各级之间的相互影响，以及放大器与信号源或负载之间的连接问题。例如，后级的输入电阻构成了前级的负载电阻，前级的输出电阻便构成了后级的信号源内阻。2. 测量各级静态工作点、输入和输出电阻3. 两级放大器中频区域放大倍数的测量对于交流信号，前后级之间存在相互影响。故在放大倍数的计算和测量时，均需考虑这个因素。根据理论计算，两级放大器中频区域放大倍数为： 式中： 4. 频率特性的测量 放大器工作在低频段和高频段时，放大倍数要下降。低频段的下限频率fL受放大电路中的耦合电容和射极旁路电容所影响；高频段的上限频率fH受晶体管的极间电容以及电路的分布电容所影响。 若放大器只有一个转折频率，则低频段电压放大倍数的幅值和相角分别为： 式中，为中频时的电压放大倍数，为下限频率。放大器只有一个转折频率的高频段电压放大倍数的幅值和相角： 式中，为上限频率。通常，用分贝为单位来表示放大电路的电压放大倍数。放大器进行多级连接时，频带宽度会变窄，现在没把n级具有高频截止频率的放大器连接起来，这时，高频段电压放大倍数为： 因此， 下降3dB的频率可通过解下式 【实验步骤】1. 按图所示建立电路，然后将其存盘保存在ewb2.ewb中。2. 测量各级的静态工作点：B1C2UCE1B2C2UCE2按S断开C2前的开关，重新测量上述各值，结果是否有变化？_为什么？_。3. 断开级间耦合电容C2，即按S断开C2前的开关，构成两个单级放大器，分别测量它们的电压放大倍数=_和=_；再连上C2，测量整个放大器的放大倍数_；为什么？如何测量才能使它们相等？4. 用波特图仪测量放大器的幅频特性和相频特性，并分别观察耦合电容C2、旁路电容Ce和信号源内阻RS（RS =100W）对频率特性的影响，将结果记录在下表内： 有关元件fLfH3dB带宽j（fL）j（fH）当前值C2改为0.1mF其它不变Ce改为1mF其它不变RS改为10KW其它不变从以上结果分析，耦合电容C2、旁路电容Ce和信号源内阻RS分别对频率特性有何影响_。5. 将最后的测试电路重新存于ewb2.ewb中。二、差动放大电路（必做）【实验目的】1. 加深对差动放大电路性能及特点的理解2. 学习差动电路性能的测试方法【实验电路与内容】1. 差动放大电路如图所示2. 测试静态工作点：为了使电路的工作性能更好，线性动态范围更大，差动电路需要有一个恰当的静态工作点，包括等。3. 测试双端输出差模电压放大倍数 Ad。4. 测试单端输出差模电压放大倍数Ad。、共模电压放大倍数AC2和共模抑制比KCMRR。5. 观察差动放大器在大信号情况下的传输特性。【实验步骤】1. 按图建立电路图并存为ewb3.ewb。2. 静态工作点的测试（l）理论计算与思考 图中的T3、T4和Rb组成一个什么电路？_。它在差动电路中有何作用？_。 根据电路图，请列出静态工作点的计算公式： Io=_, IC1IC2=_VC1VC2=_。（2）接通电源，测试静态工作点，完成下表内容：IoIC1IC2VC1VC2理论值测试值根据以上测量结果判断，静态工作点的设置是否正常？_。为什么？_。如果不正常，又如何使其正常？_。待正常后，重新测试静态工作点，填在下表中：IoIC1IC2VC1VC23. 双端输出差模电压放大倍数Ad的测试（1）根据理论计算_。（2）将20mV直流信号加到输入端ui上，然后测试双端输出差模电压放大倍数，将测试结果填入下表：RL20KW10KW项目测试值计算值试根据测试结果说明负载电阻RL对放大倍数有何影响？_。 4. 单端输入、单端输出的差模电压放大倍数Ad2、共模放大倍数AC2。和共模抑制比KCMRR的测试（1）理论计算公式为：Ad2_AC2=_KCMRR=_（2）用交流信号测试单端输入、单端输出的差模电压放大倍数Ad2、共模放大倍数AC2。和从上述两测试结果算出共模抑制比KCMRR；完成下表：UidUo2Ad2UicUo2Ac2KCMRR计算值测试值 注意：交流测试时信号频率以100HZ1kHZ为宜。差模信号同样要满足小信号条件，但又要远大于干扰信号（可用示波器监视输出波形来判断）。共模测试时，输入信号应远大于差模测试时的大小，实验时可取13V。5. 大信号传输特性观察单端输入三角波信号，观察输出电压Uo2（或Uo1）的波形，逐渐增大输入信号幅度，观察波形的变化情况，直至产生较大的限幅现象。然后只要适当调节示波器，就可以观察到差动放大器的传输特性。如何调节示波器？_。6. 将最后的测试电路重新存于ewb3.ewb中。三、运算放大器电路（必做）【实验目的】 熟悉、掌握反相比例运算电路、同相比例运算电路、积分运算电路和陷波电路的原理和使用方法，加深对运算放大器特性和运算电路的理解。【实验电路与内容】反相比例运算电路、同相比例运算电路、积分运算电路和陷波电路的测试和分析。【实验步骤】1. 对于反相比例运算电路、同相比例运算电路（l）建立相关电路测出电路的电压增益，试写出该电路的电压增益Au的表示式及数值Au=_电路的输出电压计算值Uo=_V。（2）按图所示，创建、运行该电路，可以得出该电路的输出电压测试值Uo=_V，输出电压的计算值和测试值是否相符？_。（3）若考虑输入电源有内阻RS为10欧姆，将该电阻接入电路后，此时电路的电压增益Au的表示式及数值Ao=_V。此时电路输出电压的计算值Uo=_ V，该电路的输出电压测试值Uo=_V，输出电压的理论计算值和测试值是否相符？_。若不相符请简述原因，并提出解决方法_（4）若不改变电路输入阻抗和电源内阻的条件下，若输入电压是1mV，要求输出电压是-18.5mV，电路应如何调整？_W1理论计算值为多少？_W1的实际数值为多少？_两者是否相同？若不相同试简述原因，并提出解决方法：（5）将图中的理想运放改成LM741（其它元件和参数保持不便变），此时输出电压的计算值Uo=_V，输出电压的测试值Uo=_V，理论计算值和测试值是否相符？_。若不相同试简述原因：_若将输入电压改成US=1mV，此时输出电压的计算值Uo=_V，输出电压的测试值Uo=_V，理论计算值和测试值是否相符？_。若不相同试简述原因：_（6）该电路是否存在“虚地”？_为什么？简述理由：_（7）讨论理想运放与实际运放的异同点，在使用时应考虑哪些问题？_2 对于积分运算电路（2）如图所示电路输出电压的表示式Uout=_若输入是矩形波，则在电路正常工作条件下的输出波形应该是：_（2）按图所示创建、运行该电路，图中函数发生器产生一个矩形波作为输入信号，（假定信号频率f=10HZ，电压幅度US= 10V，占空比 q=50，偏移 B= 0）输出信号Uout是何波形？_，输出信号频率f=_，输出信号与输入信号的相位差j=_，用示波器观察输出波形是否符合原先的判断?_ （3）改变输入信号的频率，观察该电路基本满足积分关系的信号输入频率范围是：_输入信号和输出信号的幅度相等时的频率是在：_，此时两者的相位差j是_，j（wj）随信号的哪些参数的改变而变化？简述原因：_（4）当电路没有信号输入，而且开关K1处于断开状态时，可以测得输出端的直流电压Uo=_V，当开关K1处于接通状态时，可以测得输出端的直流电压Uo=_V，试解释该现象，并简述R2在电路中的作用_。（5）如图电路没有电阻R2，能否实现电路的调零？_3. 对于谐波电路（1）按图所示创建、运行电路，并用适当的测试仪器观察电路的频率特性。运行该电路后，可得电路的主要特点是：_陷波频率fN=_（HZ），衰减幅度UN=_（dB），在fo处的相位偏移j=_。（2）分析电路中选频网络的作用，用适当的测试仪器观察电路u+点处的频率特性。可得该选颁网络的中心点频率fB=_（HZ），在fB处的相位偏移j=_，在fB处选频网络u+点的传输增益=_（dB）。试分析陷波电路的工作原理：_（3） 改变输入信号中50HZ信号的幅度，观察谐波电路的衰减效果确认该电路对50HZ信号的衰减最大可达_（dB）。若要求衰减频率为100HZ的信号，则可以调整电路中哪些元件？_。4. 符合要求的相应电路存盘。模拟电路设计设计一个频率在20HZ2KHZ的音频放大器。一、电路具体要求：1、 由220V交流电源供电2、 具有整流、滤波、稳压并且由运算放大器构成的、电压可调（ 调节范围为6V16V，）、输出电流500mA的稳压电源。3、 前置放大采用二级阻容耦合的放大电路,要求电压放大倍数4、 功率放大器5、 负载要有声效果（总负载为8W）。二、对所设计的电路进行分析1、 直流工作点分析2、 交流频率分析3、 瞬态分析4、 失真分析三、写出设计报告电源、整流和稳压电路【实验目的】1. 了解变压器设计时的参数选择；2. 加深对桥式整流原理的理解；3. 加深对串联型稳压电路的理解；4. 提高电路故障的排除技能；5. 掌握电路参数的调节方法。6. 掌握示波器、电压表、电流表及万用表的使用方法。【实验电路与内容】1. 稳压电源电路如图所示。220V、50Hz的电源经变压器降压、全波整流和稳压电路的稳压，在输出端得到一个12V的稳定的直流电压。2. 借助测量仪器，寻找并排除电路故障。3. 根据要求设计变压器。4. 讨论滤波电容C的大小与好坏对电路稳定效果的影响。5. 讨论电位器RW调节的位置对电路输出电压的影响。【实验步骤】1. 按图建立电路图并存为ewb1.ewb。2. 打开电源，观察输出信号，发现有什么现象？_。请问电路有何故障（可能有多个故障），为什么？_。3. 在故障排除后，用万用表测量变压器的次级输出电压U2=_。为了使变压器次级的电压降为 22V、50HZ，访问如何选择变压器的参数？_。4. 将滤波电容C的值分别改为50mF、100mF和200mF时，用示波器观察滤波后的信号，并比较信号的变化情况，说明滤波电容C对电路滤波效果的影响。_。5. 调节电位器RW的大小，观察输出电压的变化并说明RW在电路中的作用：_完成有关下表的测量和计算，并比较测量值与理论值的大小。UomaxUomax测 量 值理论公式理论值6. 为了在电路的输出端得到一个稳定的12V 输出电压，电位器RW应调节在什么位置？7. 将最后的测试电路重新存于ewb1.ewb中。OTL功率放大电路【实验目的】1. 观察OTL功率放大电路的交越失真；2. 掌握克服交越失真的方法；3. 学习功放电路的参数测试。【实验电路与内容】l. OTL功率放大电路如图所示。2. 观察输入信号的大小对交越失真的影响。3. 调节电路中电位器W，使功放电路克服交越失真。4. 增大输入信号，测量最大不失真输出电压V。【实验步骤】1. 按图所示的连接方法建立电路，并将信号发生器和示波器接于适当位置，将结果另存为ewb9.ewb。2. 已接通电源，观察输出信号，发现有什么现象？_；请检查电路中的故障，使输出波形恢复正常。并说明原因：_。3. 待故障排除后，该电路仍然存在