电子电路实验

电子电路设计训练（模拟部分）实验报告班级：姓名：学号：实验一：共射放大器分析与设计1. 目的：（1） 进一步了解Multisim的各项功能，熟练掌握其使用方法，为后续课程打好基础。（2）通过使用Multisim来仿真电路，测试如图1所示的单管共射放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻，并观察静态工作点的变化对输出波形的影响。（3）加深对放大电路工作原理的理解和参数变化对输出波形的影响。（4）观察失真现象，了解其产生的原因。2. 步骤：（1）请对该电路进行直流工作点分析,进而判断管子的工作状态。（2）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输入电阻。（3）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输出电阻。（4）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的幅频、相频特性曲线。（5）请利用交流分析功能给出该电路的幅频、相频特性曲线。（6）请分别在30Hz、1KHz、100KHz、4MHz和100MHz这5个频点利用示波器测出输入和输出的关系，并仔细观察放大倍数和相位差。（提示：在上述实验步骤中，建议使用普通的2N2222A三极管，并请注意信号源幅度和频率的选取，否则将得不到正确的结果。）3. 实验结果：（1） 直流工作点分析：由图可知Vbe=588mV，三极管工作在放大区。（2） 测量输入电阻：由图可知Uin=8.292mV，Iin=1.709uA，故输入电阻（3） 测量输出电阻：由戴维宁等效定理可知：（4） 幅频、相频特性：1 使用测量仪表测量：将输入输出分别接入波特测试仪的IN、OUT口如图所示：则得到幅频、相频特性分别如图：2 交流分析获得：选择仿真列表中的交流分析，按下图设置参数与输出，可得频率特性。（5） 由标尺工具确定下限、上限截止频率，由于幅频曲线上的最大值为8.036dB，则取20lgA=5.036dB的点作为所求点，如图：（6） 改变频率，观察输入、输出关系：1 f=30Hz：2 f=1KHz：3 f=100KHz：4 f=1MHz：5 f=100MHz：由此，不同频率下的增益与相位差与频率特性所示的基本一致。实验二：射级跟随器分析与设计1. 目的：通过使用Multisim来仿真电路，测试如图2所示的射随器电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻，并观察静态工作点的变化对输入输出特性的影响。2. 步骤：（1）请对该电路进行直流工作点分析,进而判断管子的工作状态。（2）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输入电阻。（3）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输出电阻。（4）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的幅频、相频特性曲线。（5）请利用交流分析功能给出该电路的幅频、相频特性曲线。（6）用瞬态分析法分析其电压跟随器特性，随意改变负载电阻阻值，观察输出特性有何变化。3. 实验结果：（1） 直流工作点分析：由图可得Vbe=0.6199V，因此三极管工作在放大区。（2） 测量输入电阻：由图得输入电阻：（3） 测量输出电阻：则由戴维宁等效定理可得输出电阻：（4） 利用测量仪表测量频率特性：（5） 交流分析获得频率特性：（6） 瞬态分析法分析其电压跟随器特性：由图可见，改变负载电阻的值，其输出与输入电压之间保持大小相等、相位相同，显示出典型的电压跟随特性。实验三：差动放大器分析与设计1. 目的：（1）通过使用Multisim来仿真电路，测试如图3所示的差分放大电路的静态工作点、差模电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。（2）加深对差分放大电路工作原理的理解。（3）通过仿真，体会差分放大电路对温漂的抑制作用。2. 步骤：（1）请对该电路进行直流工作点分析,进而判断电路的工作状态。（2）请利用软件提供的电流表测出电流源提供给差放的静态工作电流。（3）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输入、输出电阻。（4）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的单端出差模放大倍数。（5）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的幅频、相频特性曲线。（6）请利用交流分析功能给出该电路的幅频、相频特性曲线。（7）请利用温度扫描功能给出工作温度从0变化到100时，输出波形的变化。（8）根据前面得到的静态工作点，请设计一单管共射电路，使其工作点和电路的静态工作点一样。利用温度扫描功能，给出单管共射电路工作温度从0变化到100时，输出波形的变化，比较单管共射电路与共射差分电路的区别。3. 实验结果：（1） 直流工作点分析：由图可知，Vbe1=582.91mV，Vbe3=604.27mV，并由对称性可知，四个三极管均工作在放大区。（2） 测量电流源提供给差放的静态工作电流：所以镜像电流源提供的电流IQ=772.401uA。（3） 测量该电路的输入、输出电阻：1 输入电阻：2 输出电阻：由戴维宁等效定理得：（4） 测量单端出差模放大倍数：由图可得放大倍数为：（5） 使用仪表测量幅频、相频特性曲线：（6） 交流分析获得频率特性曲线：（7） 工作温度从0变化到100时，输出波形的变化：由图可见，该电路的输出电压随温度的变化影响不大。（8） 设计一单管共射电路，使其工作点和原差放电路的静态工作点一样：单管共射电路工作温度从0变化到100时输出波形的变化如图：比较单管放大电路和差放电路温度扫描的结果，可知差放电路抑制温漂的性能要明显好于共射放大电路。实验四：集成运算放大器应用1. 目的：（1）了解集成运放的内部结构及各部分功能、特点；（2）了解集成运放主要参数的定义，以及它们对运放性能的影响。（3）掌握集成运算放大器的正确使用方法；（4）掌握用集成运算放大器构成各种基本运算电路的方法；（5）掌握根据具体要求设计集成运算放大电路的方法，并会计算相应的元件参数；（6）学习使用示波器DC、AC输入方式观察波形的方法，掌握输出波形的测量绘制方法。2. 步骤：（1）按上图搭建运放电路，观测放大倍数，并通过调节反馈电阻R5来实现改变放大器的增益。（2）调整运放的直流工作点，分析输出直流信号的幅度与参考电压的关系。（3）对电路进行温度扫描，分析其温度漂移特性如何。（4）应用AD817搭建积分器，微分器，射随器电路。（5）应用AD817搭建减法器，要求有两路信号输入，经过相减后输出，并写出减法器输出电压的表达公式。3. 实验结果（1） 搭接运放电路，观察放大倍数：输入、输出波形如上图所示，可得放大倍数A=1。改变反馈电阻R2=2K，如下图，得到不同的波形：显然放大倍数A=2，符合的理论值。（2） 调整运放的直流工作点，得出直流信号的幅度与参考电压如图：由图可知，VDD较小的时候，运放工作在线性区，输出电压与输入电压成正比；而VDD较大时，运放达到饱和，输出电压保持为参考电压12V不变。（3） 对电路进行温度扫描，得到如图所示波形：显然各条输出曲线基本完全重合，可见温漂很小。（4） 应用AD817搭建积分器，微分器，射随器电路：1 积分器：电路：波形（红色为方波输入，蓝色为三角波输出）：2 微分器：电路：波形（红色为三角波输入，蓝色为方波输出）：3 射极跟随器：电路：波形（红色为输入，蓝色为输出）：（5） 应用AD817搭建减法器:输出电压表达式为：，同时参数要满足。4. 问题（1）大信号放大的特性与小信号放大特性的区别？小信号放大时，运放工作在线性区，呈现出比例放大特性，即输入与输出成正比；而大信号输入时可能使运放达到饱和，输出保持为参考电压不变。（2） 运放的重要指标有哪些？输入电阻、输出电阻、输入电平、电压（电流）放大倍数、失真度、带宽、效率、输入失调电压（电流）等。（3） 运算放大器AD817本身的输入输出电阻是多少？对于整体运放电路，输入输出电阻如何估算？理想运算放大器的输入电