EDA 课程设计

1、南京理工大学EDA课程设计（一）实验报告专业：班级：姓名：学号：指导老师：2015年09月设计一 单极管放大电路设计1、设计要求（1） 设计一个分压偏置的单管电压放大电路，要求信号源频率10kHz，峰值5mV ，负载电阻3.9k，电压增益大于60。（2）调节电路静态工作点，观察电路出现饱和失真、截止失真和正常放大的输出信号波形，并测试对应的静态工作点值。（3）在正常放大状态下测试： 三极管的输入、输出特性曲线和b 、 rbe 、rce值； 电路的输入电阻、输出电阻和电压增益； 电路的频率响应曲线和fL、fH值。2、实验原理图如下图所示即为一个单级放大电路，调节滑动变阻器R6的阻值就可以改变三极

2、管的静态工作点。此时电压增益：Au=84.513、三极管参数测试（1）输入特性曲线及的测量在绘制三极管输入特性曲线，进行直流扫描分析，软件要求物理量、为直流源，故需要重新连接电路。将处于正常放大工作状态的三极管复制出来，按照其直流工作点赋予其、等效直流源电压值。电路如下图所示。将V1，V2均作为分析参数进行直流扫描，即可获得三极管在为不同取值时的输入特性曲线，如下图所示。再次利用直流扫描分析，画出三极管在最大不失真状态，即时的输入特性曲线。如下图。由公式得，。（2）输出特性曲线及的测量与绘制输入特性曲线一样，绘制输出特性曲线时亦需要重新连接电路。此时的两个直流源代表的物理量为和。重新连接的电路

3、图如下图所示。将I1、V2均作为分析参数进行直流扫描，即可获得三极管在为不同取值时的输入特性曲线，如下图所示。再次利用直流扫描分析，即时的输出特性曲线如下图。由公式得，。由公式得，。4、静态工作点的测试（1） 饱和失真状态下图为饱和失真状态原理图和饱和失真状态波形图。由测试得静态工作点的各个参数为:=120.89545，=0.07505V，=1.94706,=0.65732V（2）截止失真状态分析图1-4是截止失真状态下的电路原理图，图1-5是截止失真状态下的波形图由测试得其静态工作点的各个参数为：=1.35317，=10.7833V,=202.33167,=0.5678282V（3）正常放大

4、状态静态工作点：=12.54164，=2.47803V,=1.58281,=0.640207V5、交流参数测试（1）输入电阻测试如图所示，实验测试的输入电阻=2.399（2）输出电阻测试如图所示，实验测得输出电阻=2.605（3）电压增益测试由实验测试结果计算得电压增益=84.65（4）频率特性曲线利用软件中的交流仿真分析，可以得到电路的幅频和相频特性曲线，如下图。由下图可以看出幅度最大值为38.5771dB最高幅度下调3dB得到上下限频率，如下图所示，下限频率=0.713477kHz，上限频率=11.4505MHz6、数据表静态工作点调试数据表三极管工作状态输入信号峰值（mV）电位计接入百分

5、比IB(uA)IC(uA)VCE(V)截止301001.353170.2023310.7832饱和50120.8951.947060.07505正常51012.54161.582812.7803 正常放大参数表输入信号峰值电位计接入百分比AVRi（k）Ro（k）51084.652.3992.605交流rbe(k)rce(k) (Hz)(Hz)85.952.3937.437713.744114507、理论分析放大倍数Au=-（Rc/Rl）/rbe=-70.64输入电阻Ri=（Rb1+10Rp）/Rb2/rbe=2.021k输出电阻Ro=Rc/rce=3.87k误差分析：放大倍数的相对误差输入电阻

6、的相对误差输出电阻的相对误差实验二 差动放大电路设计1、设计要求（1）设计一个带射极恒流源的差动放大电路，要求负载3.9k时的AVD 大于50。（2）测试电路每个三极管的静态工作点值和b 、 rbe 、rce值。（3）给电路输入直流小信号，在信号双端输入状态下分别测试电路的AVD、AVD1、 AVC、 AVC1值。2、设计差动放大电路电路要求放大电路带射极恒流源，要求负载3.9k时的AVD大于50，电路图如下，此时Avd=1.033/0.02=51.65>503、测试电路每个三极管的静态工作点值和、rbe、rce值。（1）静态工作点的测试将两边电压源短路，再进行直流工作点检测，即可获得每

7、个三极管的静态工作点Q1静态工作点：Q2静态工作点：Q3静态工作点：根据公式，可以计算得出的值：Q1=Q2=107.6602 Q3=163.7877(2)及的测量根据设计一给出的计算方法，Q1: rbe=2.213krce=9.299k同理可得Q3: rbe=2.252krce=6.923k4、给电路输入直流小信号，在信号双端输入状态下分别测试电路的AVD、AVD1、AVC、AVC1值AVD=51.65AVD1=(581.083+87.762)/20=33.44225单端：=95.39826574Rbe=2.204kRce=8.507kAVC=1.377p=0;AVC1=(581.083-58

8、1.101)/10=1.8*10-35、数据表电路测试数据表三极管IB(uA)IC(uA)VCE(V)rbe(k)rce(k)T19.5631.0292.335107.62.2139.299T29.5631.0292.335107.62.2139.299T312.672.0787.180163.72.2526.923电路增益AVDAVD1AVCAVC151.6533.4401.8×10-36、误差分析：AVD=-*(Rc/RL/2/rCE)/(rbe+(1+)*(R6/2)=-54.19 E=4.6%AVD1=-0.5*(Rc/RL/rce)/(rbe+(1+)(R6/2)=-37.

9、1E=9.8%等效电阻:R=(1+(*R5)/(rbe+R1/R4+R5)*rce=162.7kAVC1=-(Rc/RL)/(rbe+2(1+)R)=8.6*10-3设计三 负反馈放大电路设计1、设计要求（1）设计一个阻容耦合两级电压放大电路，要求信号源频率10kHz(峰值1mv) ，负载电阻3.9k，电压增益大于500。（2）给电路引入电压串联负反馈：a.测试负反馈接入前后电路放大倍数、输入、输出电阻和频率特性。b.改变输入信号幅度，观察负反馈对电路非线性失真的影响。2、实验原理图设计一个阻容耦合两级电压放大电路，要求信号源频率10kH（峰值1mV），负载3.9k，电压增益大于500，电路图

10、如下：此时电压增益Au=571.46第一级增益：8.4384 第二级增益：67.7213、静态工作点的调试静态工作点如图所示，实验数据在后面的表格中4、负反馈接入前后电路参数的变化未接入反馈时：（1）无反馈输入电阻：Ri=12.508k（2）无反馈输出电阻Ro=0.7984k（3）无反馈最大不失真信号幅度：6.1mV(4)电路的幅频特性与相频特性曲线 = 602.3525Hz = 469.54076kHz接入反馈时：(1) 有反馈输入电阻：Ri=4.999k（2）有反馈输出电阻：Ro=3.294k(3)有反馈最大不失真由图可得最大不失真电压幅度为96.9mV（4）有反馈时的幅频与相频特性曲线：

11、 = 59.2090Hz = 9.914MHz(5)有反馈时的电压增益根据图中数据可计算得Au=29.075、数据表静态工作点调试数据表放大电路电位计接入百分比IB(uA)IC(mA)VCE(V)第一级4015.206132.110093.33189第二级1524.143913.84724.33873动态参数表放大电路AVRi(k)Ro(k)fL(Hz)fH(kHz)最大不失真信号幅度(mV)无反馈571.4612.5080.798602.35469.546.1有反馈29.074.9993.29459.209914096.9设计四 阶梯波发生器设计1、实验要求 （1）给出阶梯波发生器实验原理图

12、，图中器件均要有型号和参数值标注。（2）介绍电路的工作原理。（3）给出电路的分段测试波形和最终输出的阶梯波，并回答以下问题： (a) 调节电路中那些元器件值可以改变阶梯波的周期？ (b) 调节电路中那些元器件值可以改变阶梯波的输出电压范围？2、实验原理图3、电路工作原理为了设计一个负阶梯波发生器，首先考虑由一个方波电路产生方波，其次，经过微分电路输出得到上、下都有的尖脉冲，然后经过限幅电路，只留下所需的正脉冲，再通过积分电路后，因脉冲作用时间很短，积分器输出就是一个负阶梯。对应一个尖脉冲就是一个阶梯，在没有尖脉冲时，积分器的输出不变，在下一个尖脉冲到来时，积分器在原来的基础上进行积分，因此，积分器就起到了积分和累加的作用。当积分累加到比较器的比较电压，比较器翻转，比较器输出正值电压，使振荡控制电路起作用，方波停振。同时，这正值电压使电子开关导通，使积分电容放电，积分器输出对地短路