《电子电路设计训练》实验报告之模拟部分

1、，匕京彳充咳巔;夭大學电子电路设计训练实验报告之模拟部分学院：自动化学院 专业：飞行器控制 姓名：李根福学号：39032314日期：2012.5.25目录实验一共射放大器分析与设计3一、实验目的3二、实验步骤：3三、问题：4四、实验总结10实验二：射级跟随器分析与设计11一、实验目的：11二、实验步骤及总结： 11实验三：差动放大器分析与设计15一、实验目的：15二、实验步骤：15三、实验内容：16四、实验总结20实验四：集成运算放大器应用21一、实验目的：21二、实验步骤：21四、实验总结26实验一共射放大器分析与设计一、实验目的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

2、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。二、实验步骤:（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岀该电路的幅频、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

3、性曲线（6）请分别在30hz、lkhz、lookhz、4mhz和100mhz这5个频点利用示波器测出输入和输岀的关系，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, 号源幅度和频率的选取，否则将得不到正确的结果。）三、问题：（1）根据直流工作点分析的结果，说明该电路的工作状态。并请注意信寸 grapher viev回図file edit view graph tract cursor ltcend tols klpo03流工作点分忻l/cp-w4)宣验一 宜流壬作点分析.4m38u.96644由图片可知该三极管的发射结正向导通，集电节反向截止，三极管

4、工作 在放大区。（2）详细说明测量输入电阻的方法（操作步骤），并给出其值。s q e ®imt输入电压为10mv,由图可知输入电流为2.297/a因此可得输入电阻2 297 ualomvr in 2.297/a=4.35kq o（3）详细说明测量输出电阻的方法（操作步骤），并给出其值。278 779 3e q e ®r»>llult lactcrxillx8109rn|【设i由以上可以知道，开路电压为816. 109mv,短路电流27& 779ua由此可以知道输出电阻_816jmv一 278.如=2.9kq（4）详细说明两种测量幅频、相频特性曲线的方

5、法（操作步骤）。将波特仪接入电路的输入和输出端可以得到电路的幅频、相频特性曲线如图;方法二：交流分析功能（5）根据得到的幅频特性曲线，利用作图器的标尺功能，指出该电路的ft和 fh (3db)ov(6)v(6)xl1.0000 xl1.0000yi-74.2378 yl"2378x230.1652 x212.1951my23.0447 y22.9729dx29.7652 dx12.1951mdy77.2825 dy77.2107dy/dx2.5964 dy/dx6.3313u1/dx33.5963m 1/dx82.0000n交滾小8号分析1021 46280 m0 2800 moo

6、21k 6怨"ok wok403c 10m4cm bom 460m yoiom mom 10g 2m 1006frequency (hz)从以上的实验结果可以看到：该电路的fl=30hz, fh«12mhzo(6) 将得到的30hz、lkiiz、lookhz、4mhz和100mhz这5个频点的输入和输出关系和刚才得到的幅频、相频特性曲线对比，你有何看法？5个频率点的输入输击关系如图：f二lkhzoscilloscope-xscl:;屮i 0.x j 勺创 0.000 $t2-t10.000 s时间釉比例 4ms/div10(y/t50fe|(b/a)a/biiata46.0

7、59 pv46.059 pv0.000 vilil.b5.165 mv5.165 mv0.000 v逋道a逋道8比例10 mv/div比例 200mv/divy位置0 1y位置01回回国保存触发 边沿 电平 类型ext. triggerf=30hzf=100khzf=4mhzoscilloscope-xsc1ilil.a-53.723 pv-53.723 pv0.000 v-45.394 mv45.394 mv0.000 v反向保存ext. trigger时间轴比例 200 n$/div 比例 50 mv/div y位厂 回回因ilimb比例画nv/diviy位置 0自动无f二loomhz从以

8、上输入输岀关系可以看出，放大器的放大倍数会随着频率的改变而 改变，只有当频率处于中频段的时候放大倍数比较大且比较恒定，当频率过 大或者过小的吋候其放大倍数均会减小。四、实验总结这个实验是我们模拟部分的第一个实验，从这次实验中，我复习了以前的模 拟电路的知识，并且对于三极管的使用，又得到一次加强。在实验中，我切实感 受到了输入信号的频率对于三极管的放大作用的影响到底有多么地大。因为当频 率足够地高的时候其放大倍数甚至是小于1的。所以我们以后在设计三极管的放 大电路的时候一定要注意输入信号的频率对三极管的影响，否则所设计的电路不 但不能放大信号，其至还可能导致信号的减弱。实验二：射级跟随器分析与设

9、计一、实验目的：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 入输岀特性的影响。:、实验步骤及总结:（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。.grapher vir由图片可知该三极管的发射结正向导通，集电节反向截止，三极管工作 在放大区。(2) 请利用软件提供的各种测量仪表测岀该电路的输入电阻。使用电流表测得电路的输入电流为1.108/a则输入电阻r =ev =9kq1.108/a(3) 请利用软件提供的各种测量仪表测岀该电路的输岀电阻。vccr1 20ko :2eqs®

10、 i设jtj9 949 mvlultiacter xlll以上两图分别为使用电流表和电压表测得输出端开路电压和短路电流的值 由此可以得到输出电阻roul= 9949mv =31qou，320.93“a（4）请利用软件提供的各种测量仪表测出该屯路的幅频、相频特性曲线。以上两图为使用波特仪测得的电路的频率幅频、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。如图为使用软件的交流分析功能得到的屯路幅频、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。000002sooooou'000图像屮可以看到，虽然输出电阻从1kq变

11、化到了 10kq但是其输入曲线几乎 没有变化，说明此电路的输出可以很到地跟随输入，即使输出电阻发生了变化, 其输出电压也基木没有变化。实验三：差动放大器分析与设计一、实验目的：(1) 通过使用multisim来仿真电路，测试如图3所示的差分放人电路的静 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。图3二、实验步骤:(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岀该电路的输入、输出电

12、阻。（4）请利用软件提供的各种测量仪表测岀该电路的单端岀差模放大倍数。（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°c变化到100°c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 图3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°c变化到100°c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。三、实验内容：（1）根据直流工作点分析的结果，说明该电路的工作

13、状态。釜查看记录仪文件（i）紳3（x）視ed（k）graph tract cursor ltcend 工具 q） help由討*9 x ifc btransient| parameter sweep | parameter sweep | dc operabng port | dc operating port | dc cperating port dc oper < 金谎工作煤分析一m-2 习 4 -5 -6 -7 一5 4 - 9 - 3 - 2 - 7 - 6 v(v(-w-g-v(-v(-w8599.45847 m10.590391.57435 m11.64615-1.5743

14、1 m-10.6729711.2892711.29163由832直流工作点分析selected dxa（rm：fii%z作点分析由图片可知该三极管的发射结正向导通，集电节反向截止，三极管工作在放 大区。（2）请画出测量电流源提供给差放的静态工作电流时，电流表在电路中的接法。流表的接法如图所示。（3）详细说明测量输入、输出电阻的方法（操作步骤），并给出其值。1kd图为输入端接入的电流表所测得的电流值，因其输入电压为20ii1v由此可 得输入电阻 rin= 2°mv =3.77mqo,n 529.8na（4）详细说明测量差模放大倍数的方法（操作步骤），并给出其值。电阻为:rout120.

15、14m v119.63“a= 1kq（5）详细说明两种测量幅频、相频特性曲线的方法（操作步骤），并分别画出幅频、相频特性曲线。1使用波特仪得到的幅频、相频特性曲线2使用交流分析功能得到的幅频、相频特性曲线文件(i)繃s qe)tftslqf) grtph tr.c cursor leg 工a(i)kelp&*9 x cfe p 曲 ty a人 qq 伫您念働 ab o©pmameter sweep | dc operatng point | dc operating port | dc operabng port dc operating port | transfer fu

16、nction ac ana电路3交流小信号分析bb10-f°°°°a°4_<eaa10rr:bi t t jf ft!f 1.0 4 628.0 82.0 280.0 1 0k f titf t ! 'i t iff4 6k 28 0k10mf f f f tf10 0m"i"1100.0m1 0g耆r 和10.0gfreque ncy(hz)svhj辭25：aaaaa-aa50：ooooaaa .achbcm -k-1251.0 4628 0 82 0 280 0 1.0k 46k280k10m 10 0m

17、100 0m 10g 10 0gfrequency (hz)(6) 对比实验步骤(7)和(8)的结果，你有何结论？1.利用温度扫描功能给岀工作温度从0°c变化到100°c时，输出波形的变化。所设计的单管放大器及其温度特性曲线实验三共射別本 浬度扫播：<«-«名4 jtr r.«ib*h£* rv4, <gboocoooy差动放大电路的温度稳定性好于单管放大电路，对于差动放大电路当温度变 化较犬范围的时候其输出仅有细微的变化，而对于单管放人电路，当温度变化的 时候其输入随温度做剧烈的变化。!1!实验总结从以上实验结果可以看到

18、，虽然差动放大电路多用了一个三极管使得电路结 构变得更加复杂但是电路也因为另一个三极管的加入而有了很多优秀的性能。比 如其输入电阻更高，输岀电阻更低，增加了电路的带载能力，另外电路的温度稳 定性也得到很大的提升，使得温度变化的时候该放大器的输出基本不变。实验四：集成运算放大器应用一、实验目的:7. 了解集成运放的内部结构及各部分功能、特点；& 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。9. 掌握集成运算放大器的正确使用方法；10. 掌握用集成运算放大器构成各种基本运算电路的方法；11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；12.学习使用示波器d

19、c、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。、实验步骤:（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。此时电路的增益为1改变r5为3000g则输出变为3v由此可得增益为r5/r4(2) 调整运放的直流工作点，分析输出肓流信号的幅度与参考电压的关系。r5=1000n vdd=2.5v 时la/v%i a ixmm1：r5=1000n vdd=5v 时12v12vr5=2000q vdd=25v 时12vloooopf ;：从以上的实验结果可得，电路的增益是输出电压相对于参考电压来说的。当增益 不变的时候，参考电压的增大将导致输出电压的增大，反之亦然。（3）对电路进行温度扫描，分析其温度漂移特性如何。250005250004温度扫描缶珈记亲佼2500032500022500012500002499992499980 0