大学EDA设计实验报告.doc

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1、EDA设计（I）实验报告院系：专业：班级：学号：姓名：指导老师：实验一单级放大电路的设计与仿真一．实验目的1.掌握放大电路静态工作点的调整和测试方法。2.观察静态工作点的选择对输出波形的影响。3.掌握电路输入电阻、输出电阻的测试方法。4.观察电路的频率响应曲线以及掌握电路上、下限频率的测试方法。二．实验原理当三极管工作在放大区时具有电流放大作用，只有给放大电路中的三极管提供合适的静态工作点才能保证三极管工作在放大区，如果静态工作点不合适，输出波形则会产生非线性失真——饱和失真和截止失真，而不能正常放大。当静态工作点设置在

2、合适的位置时，即保证三极管在交流信号的整个周期均工作在放大区时，三极管有电流放大特性。通过适当的外接电路，可实现电压放大。表征放大电路放大特性的交流参数有电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。由于电路中有电抗组件电容，另外三极管中的PN结有等效电容存在，因此，对于不同频率的输入交流信号，电路的电压放大倍数不同，电压放大倍数与频率的关系定义为频率特性，频率特性包括：幅频特性——即电压放大倍数的幅度与频率的关系；相频特性——即电压放大倍数的相位与频率的关系。三．实验要求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5kH

3、z(幅度1mV)，负载电阻5.1kΩ，电压增益大于50。2）调节电路静态工作点(调节电位计)，观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形，并测试对应的静态工作点值。3）加入信号源频率5kHz(幅度1mV)，调节电路使输出不失真，测试此时的静态工作点值。测电路的输入电阻、输出电阻和电压增益； 4）测电路的频率响应曲线和、值。 四．实验内容与步骤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5kHz(幅度1mV)，负载电阻5.1kΩ，电压增益大于50。 单级放大的设计原理图如下：若把调节电位器的大小，从而使电路具有

4、不同的静态工作点，则从与节点4相连的示波器上可以观察到饱和失真、截止失真、不失真三种不同的现象。Ⅰ.饱和失真现象调小电位器R5，为了看到波形的饱和失真现象,增大信号源电压为20mV，在示波器可以看到波形如下：此时电路静态工作点如下：由图可得，静态工作点处于饱和区，其波形的下半部被削去一块，产生饱和失真。Ⅱ.截止失真调大电位器R5，为了看到波形的截止失真现象,增大信号源电压为20mV，可以看到波形如下:其直流静态工作点分析结果如下：从仪表中可以读出:,静态工作点处于截止区，其波形的上半部被削去一块，产生截止失真。Ⅲ.不失真

5、的正常工作状态下调节电位器，使之产生的输出波形有最大幅值且不失真，多次试验下，观察到当电位器为40%时，产生的波形最大且不失真，其波形如下：其静态工作点的分析结果如下：从分析结果可以得出，此时,其静态工作点处于放大区，输出波形没有产生失真。2.测量输入电阻、输出电阻和电压增益Ⅰ.输入电阻的测量在原来的原理图的输入端上，串联入一个交流电流表，并在交流信号源两边并联交流电压表，根据交流表读出的示数，可以计算出电路的输入电阻。此时电流表的读数为0.253383uA，电压表读数为999.9974uV。Ω输入电阻的理论值：Ω相对误

6、差：*100%=4.4%Ⅱ.输出电阻的测量在原来原理图的基础上，把信号源短路，负载开路，并在负载端接入信号源和交流电流表，此时电压表示数为19.999mV,电流表的读数为8.791uA，可以得到：Ω输出电阻的理论值：认为为无穷大，则=2.4KΩ输出电阻的相对误差：*100=5%由此可知实际值与理论值相差不大，误差可能是由于忽略引起的。Ⅲ.电压增益的测量由电压表可知电压增益的理论值为：电压增益的相对误差为：2.4%3.幅频相频特性曲线对电路图的节点4进行交流分析，得到的结果如下图，由图中数据可知：在中频段，节点4的大小约为

7、60左右，由此可以得到近似的下限和上限截止频率为：五.实验结果分析从静态工作点的测试情况可以看出，当静态工作点的信号源的电压幅值维持在1mV左右时，调节电位器从示波器中很难观察到饱和失真与截止失真的波形，因此考虑增大信号源电压20mV进行观测。从三极管的参数上可以查到，三极管的放大系数的理论值是300，而本次实验仿真结果测试出来的值为150，与理论值的误差50%。我认为由于三极管的放大系数本身也会随着结温的变化而变化，故今后在使用三极管的时候，不应该仅仅只看其手册上的放大系数来做计算，而应该让三极管工作在一个环境中，去实

8、际测试它的工作状态下的放大系数，这样使用起来才比较准确。再者，在计算电压增益的时候，本次实验没有考虑三极管的输出电阻，把其当作无穷大的电阻予以忽略，并没有带来很大误差，说明远大于,若误差较大的话，需要将考虑进去。实验二负反馈放大电路的设计与仿真一.实验目的1）掌握阻容耦合方式构成的两级放大电路的工作原理2）掌握负反馈